Een thin film, dunne laag of dunne film is een extreem dunne laag materiaal; variërend van fracties van een nanometer tot enkele micrometers dik. De gecontroleerde productie van thin films, een procedé dat thinfilmdepositie wordt genoemd, is een fundamentele stap in veel toepassingen binnen de materiaalkunde, natuurkunde en scheikunde.
Een dergelijke dunne laag, in dikte niet waarneembaar met het menselijk oog, wordt met een oppervlaktebehandeling op een substraat (ondergrond) aangebracht met bescherming, decoratie of aanpassen van materiaaleigenschappen als doel. Een dikkere laag materiaal, in een grotere orde dan enkele micrometers, over een substraat noemt men een folie.