La filigrana è un dislivello nello spessore della carta del francobollo che ne determina un disegno leggibile controluce.
Non tutti i francobolli hanno la filigrana. Spesso esistono francobolli della stessa emissione ma con filigrane diverse. Negli ultimi anni la filigrana è quasi caduta in disuso.
In origine era uno degli elementi che serviva a garantire la sicurezza anticontraffazione nei francobolli.
Il maggior numero di varietà di filigrane si ha nei francobolli della Gran Bretagna e delle relative colonie che fino all'inizio del Novecento usarono filigrane differenti da quelle stabilite dal governo di Londra.
L'Ungheria è il paese che ha più spesso mutato filigrana passando dalle semplici lettere "Kr" delle prime emissioni alla corona di Santo Stefano e poi alle croci ondulate sormontate dalla corona.
Nei francobolli di Finlandia, Norvegia, Paesi Bassi e Polonia è sempre presente il corno di posta. In Islanda, Danimarca e Romania si usa la corona reale mentre nei paesi musulmani è spesso presente la mezza luna.
In Italia fu introdotta nel 1863 dalle Regie Poste, per opera dell'ingegner Perazzi, che aveva ideato la filigrana "corona" da usare in contemporanea con la stampa di un fondo di sicurezza.
Una delle varietà che più affascinano i collezionisti è quella della "filigrana lettere".
Essa è riscontrabile già in alcuni francobolli del periodo Regno, normalmente con filigrana "corona", e nel periodo di luogotenenza, sia con filigrana "corona" che "ruota alata". Nel 1945 la Repubblica Italiana introdusse la filigrana "ruota alata" e nel 1955 venne introdotta la filigrana "tappeto di stelle", che arrivò fino al tipo IV, che fu denominato Unità perché impiegato per la prima volta per la serie celebrativa del Centenario dell'Unità d'Italia.
La fornitura della carta fu affidata alla Cartiera Miliani di Fabriano che era così impegnata alla fabbricazione delle bobine utilizzando il sistema "in tondo".
Con tale sistema la pasta cellulosa idonea alla fabbricazione della carta, è fatta passare su un tamburo costituito da un reticolo di rame che ad essiccamento avvenuto, lascia impresso il dislivello voluto e forma appunto la filigrana.
La Repubblica di San Marino utilizzò le stesse filigrane dell'Italia fino al 1961, quando decise di adottare un proprio simbolo: la filigrana tre penne. Lo strumento utilizzato per esaminare la filigrana si chiama filigranoscopio.