Inden for matematikken er en permutation en (typisk specificeret) ombytning af rækkefølgen af en række elementer (teknisk set en bijektiv afbildning af en ordnet mængde på sig selv). Ordet permutation anvendes også om resultatet af en ombytning; man taler således både om at "A er en permutation af B" og at "A fremkommer ved anvendelse af permutationen P på B".
Som eksempel på permutation kan man tænke på et spil kort. Blander man kortene, står man med de samme kort i en anden rækkefølge. Et andet eksempel er anagrammer, der er permutationer af et ord eller en sætning. 15-spillet består af en række permutationer, idet hvert enkelt deltrin er en ombytning af den tomme plads med en af dens nabobrikker.
Permutationer anvendes bl.a. inden for kombinatorik og kryptografiske algoritmer, hvor permutation af tegn eller tegngrupper sammen med substitution spiller en afgørende rolle i sidstnævnte.