互補作用是指在遺傳學中，兩個或多箇基因共同作用以產生一箇新性狀的現象。
互補作用表現爲，只有當這些基因同時存在時，才能表現出特定的性狀。例如，在香豌豆中，兩個白花品種雜交產生F1，F1開紫花。F1自交產生的F2羣體中，9/16的個體開紫花，7/16的個體開白花，這表明兩對顯性基因的互補作用。如果紫花涉及的顯性基因爲C和P，那麼C_P_植株開紫花，其餘植株開白花，這表明C和P對於紫色都是必要的。互補作用不僅在植物中出現，也在動物和微生物中有所發現。
此外，互補作用也存在於不同系統之間，指不同系統之間互相補充，以提高系統的整體功效。