La vasodilatazione è l'aumento del calibro dei vasi sanguigni risultante dal rilassamento della muscolatura liscia costituente la parete dei vasi sanguigni, in particolare delle arterie, delle arteriole e delle vene di grande calibro.

Il processo si oppone alla vasocostrizione, il meccanismo che conduce alla diminuzione del lume del vaso sanguigno. Di conseguenza, la vasodilatazione causa un aumento del lume dei vasi e, in particolare per quanto riguarda le arteriole, causa la diminuzione della pressione arteriosa. La risposta può essere intrinseca, cioè mediata da processi locali, o estrinseca, cioè causata da mediatori e dal rilascio di ormoni.