Тальме́нский райо́н — административно-территориальное образование (сельский район) и муниципальное образование (муниципальный район) в Алтайском крае России.
Район расположен на севере края, на границе с Новосибирской областью. Климат континентальный. Средняя температура января — −19,5 °C, июля — +18,8 °C. Годовая норма атмосферных осадков 465 мм. Почвы — тёмно-серые лесные и выщелоченные среднегумусные чернозёмы.
По территории района протекают реки Чумыш с притоками: Тальменка, Кашкарагаиха,Еловка; Боровлянка; озёра Кокуйское, Телеутское. Полезные ископаемые района представлены строительными песками, гончарными глинами, имеются залежи торфа.
Территория района входит в состав лесостепной части Алтайского края, 60 % площади занято лесостепью с берёзовыми колками. 6 % территории района заняты массивами хвойных и смешанных лесов, относящихся к Средне-Обскому бору. Хвойные и смешанные леса состоят из сосны, березы, тополя, осины, частично лиственницы и ели.
Особенно большое разнообразие зверей и птиц наблюдается в юго-западной почти таёжной части района, где редкие населённые пункты и нет шумных дорог.
Образован 12 сентября 1924 года а Черепановском уезде Алтайской губернии. С 25 мая 1925 года был в составе Барнаульского округа Сибирского края, с 30 июля 1930 года до 28 сентября 1937 года - в Западно-Сибирском крае.