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哥倫布交換（又稱大交換），是一場東半球與西半球之間生物、農作物、人種（包括歐洲人與非洲黑人）、文化、傳染病、甚至思想觀念的突發性交流。
它是人類歷史上的跨越種族、地域的一件重要事件。1492年哥倫布首次航行到美洲大陸，不仅世紀性大規模航海的開始，更是舊大陸與新大陸之間聯繫的開始，引發各種生態上的巨大轉變。
歷史學者艾弗瑞．克羅斯比（Alfred W. Crosby）在1972年出版的著作《哥倫布大交換》中，首先提出這個觀念。
哥倫布大交換對地球上的每個社會帶來巨大的影響。如歐洲人携带新的疾病传入美洲，美洲的原住民因為沒有抗體，所以造成很多人喪生於天花並且造成大量的文化流失。在哥倫布到達以前，美洲的人口數不明，但是初估這次的災害造成了至少50-90%的人口喪生，估計當時死亡1500-1650萬人左右。
但是從另一個觀點而言，這次的接觸替兩個半球帶來了人口增加，和多樣的作物，例如新的玉米品種和牲畜。在當時的探險者將它們帶回歐亞大陸之後，具備強大生產力的玉米、馬鈴薯和蕃茄便成為當時重要的作物，豐富的農產品導致歐洲人口激增，同樣的南美洲作物引入南亞和西非等地後，使得當地蓬勃發展並且有大量的人口往陸上定居。在中國同樣受惠於美洲農作的高生产力作物而人口不斷暴增，另一方面，歐洲人把新型灌溉技術引進了南美洲，終結了南美刀耕火種的原始農作形態。
此外，伴随着西方殖民者的扩张和采矿业尤其是炼银业的发展和南美洲大量银矿（如波托西銀礦）的发现，银产量空前增长，以西班牙帝国为主的西方强国把大量的白银销往东亚，尤其是明朝，造成了中国历史上空前的通货膨胀，并在一定层面上导致明朝灭亡和清军入关，亚洲的局势也受到了极大的改变。
影響
這次物種交換，改變了歐洲人、美洲人、非洲人及亞洲人的生活方式。大量外地引入的食物成為人類的主食，並為種植更多農作物而開發新的種植區。
公元1000年之前，馬鈴薯尚未在南美洲以外地區種植，但1840年代的愛爾蘭大飢荒，正是由單一耕作的馬鈴薯歉收造成。另外，自葡萄牙貿易商在16世紀，由美洲引進玉米及木薯進入非洲，取代原有農作物，成為非洲大陸最主要的主食農作物。亞洲亦在16世紀由西班牙殖民統治者引入番薯及玉米，令糧食充足，刺激亞洲人口增長。
这次空前的物种大交换，在带来了大量的农作物的同时也带来了使这些农作物致病的病毒。因为当时对农业生产知识的缺失，加之马铃薯晚疫病的爆发，欧洲人口尤其是爱尔兰人口也因此大量减少。爱尔兰至今仍然是世界上为数不多的历史上人口数多于当代人口数的国家之一。
歐洲最早引入美洲的物種之一—馬，使大平原上美洲原住民部落，變成使用馬匹狩獵美洲野牛的遊牧民族。同樣，原產美洲的番茄，在飄洋過海來到意大利、西班牙、法國後，竟普及至成為了國家飲食文化的招牌特色。其他類似情況還有：
在哥倫布大交換以前，多個物種的出產地都與現代的認知有很大的分別：
- 美國佛羅里達州無柳橙
- 南美洲厄瓜多無香蕉
- 東歐匈牙利無紅辣椒
- 南歐義大利無番茄
- 南美洲哥倫比亞無咖啡
- 夏威夷不會有鳳梨
- 非洲无橡膠樹
- 美國德克萨斯州無牛
- 墨西哥無驢子
- 泰國與印度無辣椒
- 西歐法國無煙草
- 西歐瑞士無巧克力
- 歐洲人引入蒲公英到北美洲最初的用途是作香草。
- 東歐俄羅斯和烏克蘭無玉米
世界上產量最大的20種作物，首五種（玉米、馬鈴薯、木薯、番茄、番薯）都是源自美洲，而第六種（葡萄）則是由歐洲嫁接到美洲的植物。其餘在榜上的舊世界作物（牛奶、大豆、小麥、糖、甜菜、甘蔗、稻米、橙、洋蔥、高粱、雞蛋、大麥、萵苣、菊苣、蘋果）至今已遍佈世界各地。以美國需求量最高的20種作物當中，一半都是原產於美國。
大量馴化動物及傳染病（例如天花），通過移民及貿易帶到另一個大陸，對各地有極大的影響。但經過多個世紀，很多歐亞大陸上的人已經擁有很高的免疫力對抗新疾病。然而，美洲原住民免疫力不足，導致無法對抗來自舊世界的傳染病，對美洲原住民人口造成重大打擊。一般認為，天花的流行使美洲原住民死亡人數遠遠超過任何一場戰爭所造成傷亡。