ポルフィリン (porphyrin) は、ピロールが4つ組み合わさって出来た環状構造を持つ有機化合物。環状構造自体はポルフィン (porphine, CAS 101-60-0) という名称であるが、これに置換基が付いた化合物を総称してポルフィリンと呼ぶ。古代より使用されてきた貝紫（ポルフィラ、希: πορφ?ρα）が名前の由来。類似化合物としてフタロシアニン、コロール、クロリンなどがある。

分子全体に広がったπ共役系の影響で平面構造をとり、中心部の窒素は鉄やマグネシウムをはじめとする多くの元素と安定な錯体を形成する。また、πスタッキング（J会合）によって他の化合物と超分子を形成することもある。金属錯体では、ポルフィリン平面に対してz方向に軸配位子を取ることも多く、この効果を利用しても様々な超分子がつくられている。

ポルフィリンや類似化合物の金属錯体は、生体内でヘム、クロロフィル、シアノコバラミン（ビタミンB12）などとして存在しいずれも重要な役割を担う他、人工的にも色素や触媒として多様に用いられる。
化学合成ローゼムント合成

ポルフィリンを合成するには、ピロールとアルデヒドを酸性条件で縮合させるのが一般的である。この手法は開発者の名をとってローゼムント合成 (Rothemund Synthesis) と呼ばれる。用いるアルデヒドを変化させることで、ピロール間の炭素上（メソ位）へ、またピロールの誘導体を使うことでピロール上（ベータ位）へ様々な置換基を導入することができる。ただし、この方法では他にも多くのピロール重合体が生成するため、収率はあまり高くない。

ピロールから多段階で合成を行うことで、非対称的なポルフィリン化合物を合成することも可能である。また、ポルフィリンをユニット構造とするポリマー（ポルフィリンアレイ）の合成も行われている。

金属錯体にする場合は、ポルフィリンを適当な金属塩と共に加熱するだけでよいことが多い。ただし、金属の酸化数によっては全く反応が進行しない。また、系中が酸性になるとピロールの窒素にプロトンが配位してしまい、反応が進行しなくなるため、若干の塩基を加える場合がある。
生合成δ-アミノレブリン酸からプロトポルフィリンIXまでの生合成経路

生体内ではまずδ-アミノレブリン酸（ALA）が合成され、ALA2分子を脱水縮合させてピロールであるポルフォビリノーゲンが合成される。ついでポルフォビリノーゲン4分子を直鎖状に重合させてヒドロキシメチルビランを合成し、これを閉じてポルフィリンの1つであるウロポルフィリノーゲンIIIが合成される。ウロポルフィリノーゲンIIIは生体内の様々なポルフィリンおよび関連化合物を合成する基点となっている。δ-アミノレブリン酸の合成を第1段階とすると、プロトポルフィリンIXの合成までヘム合成とクロロフィル合成は以下のような共通の合成経路をたどる。
第2段階

D-アミノレブリン酸2分子がアミノレブリン酸脱水酵素によって脱水縮合されると、ピロール環構造を持つポルフォビリノーゲン（PBG）となる。 D-アミノレブリン酸2分子 ポルフォビリノーゲン（PBG）
第3段階

PBG 4分子がポルフォビリノーゲン脱アミノ酵素（別名：ヒドロキシメチルビラン合成酵素）によってアンモニアを脱離して結合すると、ピロールが4つ直線状に連結した構造をもつヒドロキシメチルビランが出来る。 4 + H2O ⇒ + 4 NH3 ポルフォビリノーゲン ヒドロキシメチルビラン
第4段階

ヘム合成回路においてヒドロキシメチルビランがウロポルフィリノーゲンIIIシンターゼによって縮合し、環を巻くとウロポルフィリノーゲンIIIとなる。この際、ウロポルフィリノーゲンIIIシンターゼの働きにより4つのピロール環が整然と並んだヒドロキシメチルビランの一端のピロール環一つだけが反転して縮合し環を形成する。ウロポルフィリノーゲンIIIシンターゼが働かない場合、ピロール環が整然と並んだままのヒドロキシメチルビランが自発的に縮環してウロポルフィリノーゲンI が生成する。ウロポルフィリノーゲンI はウロポルフィリノーゲン脱炭酸酵素の基質となりコプロポルフィリノーゲンIへと変換されるが、これはコプロポルフィリノーゲン酸化酵素の基質とならないため、プロトポルフィリンには至らない[1]。このようにウロポルフィリノーゲンI やコプロポルフィリノーゲンIが蓄積していくことがポルフィリン症の原因の1つとなりうる。 ⇒ ヒドロキシメチルビラン ウロポルフィリノーゲンIII ウロポルフィリノーゲンI
第5段階

ウロポルフィリノーゲンIIIが、ウロポルフィリノーゲン脱炭酸酵素によって4つの酢酸基が脱炭酸されてメチル基となったものがコプロポルフィリノーゲンIIIである。 ---> + 4 CO2ウロポルフィリノーゲンIII コプロポルフィリノーゲンIII
第6段階

さらに、コプロポルフィリノーゲン酸化酵素によって2箇所のプロピオン酸基が酸化され、ビニル基に変換されるとプロトポルフィリノーゲンIX となる。 ---> コプロポルフィリノーゲンIII プロトポルフィリノーゲンIX
第7段階

最終的にプロトポルフィリノーゲン酸化酵素によって酸化されると、共役したポルフィリン環が形成され、プロトポルフィリンIX ができあがる。 ---> プロトポルフィリノーゲンIX プロトポルフィリンIX

ウロポルフィリノーゲンIIIから、脱炭酸・酸化を経てプロトポルフィリンIXが合成される。

プロトポルフィリンIXに鉄が配位したものがヘムであり、ヘモグロビンやシトクロムなどの補欠分子族として機能する。

プロトポルフィリンIXにマグネシウムが配位し数段階を経て側鎖がつくと、光合成色素として不可欠なクロロフィルができる。