Der Trans-Ili-Alatau (russisch: Zailijskij Alatau / Заилийский Алатау; kirgisisch: Alatau = "buntes Gebirge", lat. trans = jenseits/hinter; also "Buntes Gebirge hinter dem Fluss Ili") ist ein Hochgebirge in Kasachstan (Zentralasien).

Das Gebirge, das ein Teilgebirge des Tianshans darstellt, befindet sich im Südosten des Staats. Nach Norden fällt es zum Tal des Ilis ab, in dem Almaty liegt, nach Osten zum Tal des Chilik, einem Ili-Zufluss. Im Süden schließt sich der Kungei-Alatau an der Grenze zu Kirgisistan an und im Westen das Kirgisische Gebirge.

Der höchste Berg des Transili-Alataus ist der Pik Talgar, dessen Höhe in den unterschiedlichsten Quellen auf 4.951 bis 5.020 m. ü. NN. angegeben wird. Er befindet sich südöstlich von Almaty.