Fullereeni eli pallohiili on fysiikassa yksi hiilen allotroopeista, jossa molekyylit ovat asettuneet suljetun pallopinnan muotoon. Fullereeni koostuu yleensä 60 hiiliatomista, jotka muodostavat 20 kuusikulmaista ja 12 viisikulmaista tahkoa. Fullereenin löytö 1985 toi sen löytäjille Robert Curlille, Richard Smalleylle ja Harold Krotolle vuonna 1996 Nobelin kemian palkinnon.
Fullereeneihin liittyvät tutkimukset ovat vasta alkutaipaleella, mutta niiden on jo nyt todettu estävän tulehduksia, epämuodostumia ja sitä kautta pidentävän ikää.
Fullereenejä löytyy luonnosta mm. Shungiitti-nimisestä kivilajista.