Ilmenau es una ciudad de Alemania central en el distrito de Ilm-Kreis, en el Land (estado o país federado) de Turingia. Tiene 62,64 km² y tuvo una población de 26 153 habitantes en 2015.

​Es la ciudad más grande del distrito de Ilm-Kreis, pero no es su capital (que es Arnstadt), con 26 713 habitantes. Se encuentra aproximadamente a 33 km al sur de Erfurt y a 135 km al norte de Núremberg, dentro del valle de Ilm en el borde norte del Bosque de Turingia a una altura de 500 msnm.

​Ilmenau fue fundada en 1273 y se le otorgaron los derechos de ciudad en 1341.

En Ilmenau se fundó en 1777 una fábrica de porcelana, y en 1894 una universidad.