Em Biologia, a vasodilatação é o processo de dilatação dos vasos sanguíneos, em consequência do relaxamento do músculo liso presente na parede desses mesmos vasos. É o processo oposto à vasoconstrição.
Estes processos de vasoconstrição e dilatação verificam-se em animais com  sistemas circulatórios fechados, isto é, possuem um sistema de vasos para o transporte do sangue que não os abandona.