오버레이 네트워크(Overlay network)는 다른 네트워크 위에 성립되는 컴퓨터 네트워크이다. 이 오버레이 안의 노드는 가상, 논리 링크로 연결될 수 있으며, 각 링크는 네트워크 안에서 많은 물리적 링크를 통해 경로와 일치된다. 이를테면, 수많은 P2P 네트워크는 인터넷 위에서 동작하기 때문에 오버레이 네트워크라고 할 수 있다. 전화 접속 인터넷은 전화 네트워크 위의 오버레이이다.
