Termorregulação é um termo que, em biologia, refere-se ao conjunto de sistemas de regulação da temperatura corporal de alguns seres vivos (em especial, mamíferos e aves). Esta regulação é exercida graças à coordenação entre a produção (termogénese) e libertação (termodispersão) do calor orgânico interno.
A termorregulação é um mecanismo de homeostasia, já que, na presença de oscilações térmicas externas, possibilita a manutenção da temperatura corporal dentro de fronteiras definidas.