三系杂交（triple cross，three－way cross）是一种杂交方式，用于杂种优势育种，为单交种与自交系之间的杂交，以（a×b）×c表示之。一般以单交种作为母本，这样杂种多，较为有利。
三系杂交是指配制一个优良杂交种所需要的特定的三个系，包括不育系、保持系和恢复系必须配套才能使用的一种杂交方法。
“三系”指的是：不育系、保持系、恢复系。
1、雄性不育系（a）--基因型 s（msms）
2、雄性不育保持系（b）--基因型 f（msms）
3、雄性不育恢复系（r）--基因型 f/s（msms）
“三系”的基本选育原理是:不育系及保持系选育方法（通常成对育成） 利用天然不育株、人工诱变、远缘杂交等可获得雄性不育材料，然后用核置换方法选育。
三系杂交有别于两系杂交，三系杂交种子的生产需要雄性不育系、雄性不育保持系和恢复系的相互配套。不育系的不育性受细胞质和细胞核的共同控制，需与保持系杂交，才能获得不育系种子；不育系与恢复系杂交，获得杂交种子，供大田生产应用；保持系和恢复系的自交种子仍可作保持系和恢复系。
两系杂交种的生产只需不育系和恢复系。其不育系的育性受细胞核内隐性不育基因与种植环境的光长和温度共同调控，并随光、温条件变化产生从不育到可育的育性转换，其育性与细胞质无关。利用光温敏不育系随光温条件变化产生育性转换的特性，在适宜的光温时期，可自交繁殖种子，而三系不育系必须与保持系按一定行比相间种植，依靠保持系传粉异交结实生产不育系种子。两系杂交种的杂种优势表现及机理与三系杂交种一样，都是利用两个遗传组成不同的亲本杂交产生杂交一代种子，在生产上利用杂种优势。