Vitalismi on käsitys, jonka mukaan kaikkeudessa on olemassa erityinen elämänvoima. Tämä voima voi olla energiaa tai ainetta. Vitalismissa ajatellaan, että kemia ja fysiikka eivät riitä selittämään eliöiden elämää, vaan lisäksi tarvitaan jokin pelkästään elämälle kuuluva ominaisuus, jota kuitenkin periaatteessa voitaisiin tutkia tieteellisesti. Tällaisen ominaisuuden olemassa olosta ei kuitenkaan ole tieteellisiä todisteita.
1800-luvun keskipaikoilla vitalismi väistyi mekanisten katsomustapojen tieltä, mutta on sittemmin uudelleen esiintynyt uusvitalismin nimellä. Vitalismin uuteen elpymiseen on vaikuttanut kehitysmekaniikan tutkiminen.