Токсеми́я (от др.-греч. τοξικός — ядовитый и αἷμα — кровь), токсинемия — отравление организма, вызванное наличием в крови токсинов, поступающих извне или образующихся в самом организме.

Эндогенные токсины могут быть продуктами жизнедеятельности бактерий при инфекционных заболеваниях, но могут также возникать в тканях организма в результате различных патологических процессов (распада тканей, нарушений обмена веществ и т. п.), которые могут быть связаны с инфекционным процессом, а также с другими патологическими состояниями — обширными ожогами или при алкоголизме. Примером экзогенной (внешней) интоксикации является медикаментозная токсемия — ятрогенное осложнение лекарственной терапии, а также лучевая токсемия, которая наблюдается при всех формах острой лучевой болезни. Она вызвана образованием радиотоксинов в организме из-за радиолиза воды и взаимодействием продуктов радиолиза с органическими веществами. Особенно сильна лучевая токсемия при попадании альфа-излучающих относительно короткоживущих (такие, как ²²⁶Ra или ²³⁸Pu, и, в особенности, ²¹⁰Po) радионуклидов внутрь организма.

Клинически токсемия проявляется повышением температуры тела (лихорадкой) и другими так называемыми «общими реакциями», в том числе со стороны нервной системы. Могут возникать рвота и диарея