楚衍（？—？），北宋開封府開封阼城（今河南省延津縣）人，著名歷算家，少年時精通四聲字母。
楚衍對《九章算術》、王孝通《緝古算經》、祖沖之《綴術》、劉徽《海島算經》等經典算經深有研究。楚衍明相法及《聿斯經》，擅長推步術、陰陽術、星曆之數。因呈《宣明曆》，補司天監學生，遷保章正。乾興元年，楚衍與曆官宋行古等齊集天章閣，奉詔與內侍金克隆監造新曆《崇天曆》，至天聖元年八月成，被授靈台郎，後晉級為司天監丞，入隸翰林天文。皇祐（1049-1053年）中，同造《司辰星漏曆》十二卷。與周琮同管司天監。楚衍的門生賈憲、和朱吉，都是數學家。無子，有女亦擅長算術。
