Sortowanie wielofazowe (czasami „polifazowe”, pod wpływem ang. polyphase sort) – algorytm sortowania zewnętrznego wynaleziony przez R. L. Gilstada. Algorytmy sortowania zewnętrznego operują na taśmach lub innych pamięciach o dostępie sekwencyjnym, a ich podstawowym zastosowaniem jest sortowanie danych, których objętość przewyższa wielkość dostępnej pamięci głównej. W takim wypadku tradycyjne algorytmy sortowania są nieprzydatne, gdyż są przystosowane do dostępu swobodnego i znacznie niższych czasów dostępu.
Efektywność Algorytm sortowania wielofazowego jest algorytmem umożliwiającym pełniejsze wykorzystanie dostępnych taśm niż algorytmy sortowania przez scalanie, łączenie proste oraz łączenie naturalne. Przy użyciu N taśm sortowanie wielofazowe działa zawsze jako łączenie (N-1)-kierunkowe, natomiast liczba potrzebnych przebiegów wynosi w przybliżeniu gdzie n jest liczbą elementów do posortowania, a N stopniem operacji łączenia. Jest to znaczna poprawa w stosunku do metod wcześniej wymienionych.
Algorytm Sortowanie wielofazowe przebiega dwuetapowo: