Omishima-broen er en buebro beliggende i det japanske indlandshav, hvor den forbinder øerne Omishima og Hakatajima. Broen er nu om dage en del af den kendte rute kaldet Shimanami Kaido, og Omishima-broen er således en af de broer, der gør det muligt at rejse mellem Honshu og Shikoku med bil eller på cykel. Det var dog den bro, der blev opført først, idet den allerede stod færdig i 1979, og dengang var den kun tiltænkt biler, men i forbindelse med åbningen af Shimanami Kaido i 1999, så blev halvdelen af broen omdannet til cykelstier, så der på selve broen nu er to kørebaner til biler og to kørebaner til cykler, som er adskilt fra hinanden med et autoværn. Det er ydermere den korteste bro på Shimanami Kaido, idet Omishima-broen kun har en længde på 328 meter.
Omishima-broen er den tredje bro, man passerer på Shimanami Kaido, hvis ens tur starter fra Shikoku, mens det derimod er enten den fjerde eller femte bro, man passerer fra Honshu.