Polyen er betegnelsen for et kemisk stof, en carbonforbindelse, der indeholder flere dobbeltbindinger, ofte konjugerede, dvs. alternerende dobbeltbindinger og enkeltbindinger. Typiske eksempler er de syntetiske polymerer kaldet polyacetylener.
På grund af de konjugerede dobbeltbindinger er mange polyener farvede stoffer.