タマネギ（玉葱、葱頭、学名：Allium cepa）は、ネギ属の多年草。
園芸上では一年草もしくは二年草として扱われる。球根（鱗茎）は野菜として食用とされる。色、形状、大きさは様々である。種小名 cepa はラテン語で「タマネギ」の意味だが、さらに「頭」を意味するケルト語に由来するとも言われている。なお、かつて日本では中国語由来の「葱頭（中国語版）」と書いてタマネギと読んでいた。
染色体数は 2n=16。生育適温は 7001200000000000000♠20 °C 前後で、寒さには強く氷点下でも凍害はほとんど見られないが、7001250000000000000♠25 °C 以上の高温では生育障害が起こる。花芽分化に必要な条件は品種や系統によって大きく違うが、一定以上に成長した個体が 7001100000000000000♠10 °C 前後またはそれ以下の低温下に一定の期間以上さらされると花芽が分化する。大きな苗を植えると分球や裂球や抽台しやすく、小さいまま低温に遭うと枯れやすい。
結球には日長条件が大きく関与し、短日・中日・長日それぞれに品種系統で分化している。大まかに、日本で栽培されているものは、春まきが14時間以上の長日条件下、秋まきの早生種で12時間程度の中日条件下で結球する。長日条件・温度上昇で肥大が促進される。玉が成熟すると葉が倒伏し、数ヶ月の休眠に入る。ヨーロッパなどで栽培される品種の中には16時間以上の長日でなければ結球しない品種があり、それらは日本では収穫できない。
ネギの花は花弁が開くが、タマネギとは花弁が開かない点で区別できる。
ヤグラネギや野草のノビルと同じように、花の咲く所から芽が伸びる品種がありヤグラタマネギとよぶ。
原産は中央アジアとされるが、野生種は発見されていない。栽培の歴史は古く、紀元前のエジプト王朝時代には、ニンニク等と共に労働者に配給されていた。ヨーロッパの地中海沿岸に伝わったタマネギは、東ヨーロッパ（バルカン半島諸国やルーマニア）では辛味の強い辛タマネギ群、南ヨーロッパ（イタリア、フランス、スペイン）では辛味の少ない甘タマネギ群が作られた。これらの両系統は16世紀にアメリカに伝えられ、さまざまな品種が作られた。
その一方、原産地から東のアジアには伝わらなかった。日本では江戸時代に長崎に伝わったが、観賞用にとどまった。食用としては、1871年（明治4年）に札幌で試験栽培されたのが最初とされ、1878年（明治11年）、札幌農学校教官のブルックスにより本格的な栽培が始まった。その後の1880年（明治13年）に、札幌の中村磯吉が農家として初めて栽培を行った。
品種の系統としては、アメリカから導入された春まき栽培用の「イエロー・グローブ・ダンバース（Yellow globe danvers）」という品種が「札幌黄」という品種に、秋まき栽培用は1885年（明治18年）、大阪に「イエロー・ダンバース（Yellow danvers）」という品種が導入され「泉州黄」に、フランス系の「ブラン・アチーフ・ド・パリ」が「愛知白」に名を変えて、それぞれ地域に定着化した。さらに農家や農協単位で自家採種・選抜を行い、農家や地域ごとに特徴のある品種が作られた。
現在では、大手種苗会社によるF1品種が殆どを占めている。特に、株式会社七宝による一連の品種は乾腐病に対する抵抗性を持ち、長期貯蔵性などにも優れ、平成16年度民間部門農林水産研究開発功績者表彰の農林水産大臣賞を受賞した。
2005年（平成17年）の世界生産量は約65 000 000トン。
日本での生産量は1 154 000t、作付面積は2万4千haである。そのうち北海道が生産量約660 000t、作付面積12 500haと、全国生産量の約5割強を占める（以上、統計値は農林水産省 平成21年産春野菜、夏秋野菜の作付面積、収穫量及び出荷量(速報)による）。北海道に次いで佐賀県、兵庫県（主に淡路島）、愛知県、長崎県、静岡県、大阪府（主に泉州地区）が主な産地である。北海道は春まき栽培、他府県では秋まき栽培が行われるため、季節ごとに産地の異なるものが小売されている。
安価である中国・タイ・韓国・アメリカ・トルコ・オーストラリア・ニュージーランドからの輸入品も多い（輸入量約208 000t/ジェトロ2009年（平成21年）年計）が、国産品は価格面の対策として生産・流通コストの低減化、端境期対策としてマルチング・トンネル栽培による極早生の早期化や貯蔵技術の向上、極早生品種・高貯蔵性品種の開発、品質面の対策として高機能性品種の開発等を行っている。
大きく分けて春まき栽培と秋まき栽培がある。致命的な病気や害虫は少なく栽培の容易な野菜である。
春播き栽培と秋播き栽培の中間的な栽培方法。
採種（種の収穫）を目的とした栽培は食用栽培と大きく異なる。おもな工程は母本選抜と開花・採種であり本州での採種栽培の方法は以下の通りである。
タマネギは収穫後、表皮を乾燥させておけば長期保存が可能であり、常温でも数ヶ月は保存が可能な食材とされる。酵素欠損による不耐症でなければ、ほとんどのヒトには無害である。アレルギー物質を含む食品にも指定（2013年現在の省令および通知）されていない[5]。主に鱗葉を食用とするが、強い辛味・香味がある。生のタマネギはイチゴ位の甘みを持っているが、これはタマネギが光合成産物をデンプンではなく、主にスクロース、グルコース、フルクトース等の低分子の糖として貯蔵するためである。従ってタマネギの鱗茎からはデンプンが検出されない。糖度は高いが辛さが強いため辛く感じる。辛味は加熱すると無くなり、甘みが出る。一般的に食べられているタマネギは『イエローオニオン (yellow onion)』とも呼ばれる。日本ではエシャロットの代用[6]とされる場合もある。
辛みの強さは、品種によって違いがある。一般に早生の方が辛みが少なく、晩生になるにつれ辛みが強くなる。しかしそれは、日本で栽培される品種を開発する過程で早生品種の親に甘い品種を使い、晩生品種の親に辛い品種を利用したためである。つまり早晩性と辛味には直接の関係は無い。また保存状態によっては辛味が強くなるため、晩生の貯蔵用品種であっても葉が青いうちに収穫してすぐに利用すれば比較的辛味が少ない。
多様の料理に使われる。サラダであればマリネなど、煮込み料理ではカレー、シチュー、肉じゃがなど、卵と共に料理するオムレツや親子丼に用いるほか、ソースなどとしてデミグラスソース、トマトソース、タルタルソース、サルサなどの素材としても欠かせない。ネギと同様に鍋料理や味噌汁の具としても用いられる。日持ちがするため、大航海時代にはニンジンやジャガイモと共によく食べられていた。新たまと呼ばれる極早生のタマネギは、生で薄切りにしても美味しく食べられる。
タマネギを切ると涙が出るのは、タマネギの細胞がスライスされた時に発生するsyn-プロパンチアール-S-オキシドが気化し、目・鼻の粘膜を刺激するためである[7]。これを防ぐにはゴーグル等で目を覆ったり鼻をつまむ。ほとんどにおいては鼻から侵入してくるため、目を洗い流すだけでは痛みを緩和することは難しい。換気扇を回した状態でコンロの火を着け、そのすぐ横で調理すると刺激成分が上昇気流に乗って換気扇から排出される。また、水につけながら切ると刺激成分が水に溶けて気化しなくなる。あらかじめ冷蔵庫で数時間冷やしておくのも良い。反対に、電子レンジで加熱することでも刺激成分の効果を弱められる。ただし、これらの方法では多少味が落ちてしまう。涙の出ないタマネギも開発されてはいるが、遺伝子組み換え作物のため市場には出ていない。
生のタマネギの匂いは、主にジプロピルジスルフィドによるものである[8]。
タマネギの種は黒ごまに姿が似ており、インドやヨーロッパにおいてスパイスの一種としてそのまま、あるいは他のスパイスと合わせて料理の香り付けなどに用いられる。
タマネギを加熱し、黄色、あめ色、茶色と褐変が進行するに従ってDPPHラジカル消去能が上昇する、との報告がある[9]。タマネギを炒めることによってメイラード反応が起こり、褐色物質のメラノイジンが生成する。メラノイジンは、in vitroでは抗酸化作用、活性酸素消去活性、ヘテロ環アミノ化合物（発癌物質）に対する脱変異原活性などを有する可能性があるとして研究が続けられている[10] [信頼性要検証]。
かつて、デザイナーフーズ計画のピラミッドで2群に属しており、チャやターメリックと共に、2群の最上位に属する高い癌予防効果のある食材であると位置づけられていた[11]。
注） サルは好んで食べることもあるが、ウサギ、イヌやネコなどの動物が食べた場合、成分に含まれる有機硫黄化合物が血液中の赤血球を破壊するタマネギ中毒の原因ともなる。 （人でも大量に食べるとタマネギ中毒になる。）
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