楚衍，北宋时期的历算家，出生于开封府开封城（今延津县）。

楚衍在年轻时，由柳曜师事，被里中人尊称为先生。他曾自陈试《宣明历》，并因此补司天监学生，后迁保章正。在天圣初年，楚衍与历官宋行古等人共同制定了新的历法《崇天历》，并因此被授予灵台郎。后来，他晋级为司天监丞，入隶翰林天文。在皇祐年间，他与周琮共同管理司天监，并共同创作了《司辰星漏历》十二卷。楚衍无子，有一女，也擅长算术。