Nörotoksinler veya sinir zehirleri, özellikle sinir hücreleri veya sinir dokusu üzerinde etkili olan zehirli maddelerdir.
Bu maddeler öncelikle, zar proteinlerini ve iyon kanallarındaki etkileşimleri bozarlar.
Hayvanlar aleminde nörotoksinler çoğunlukla hayvanların, omurgalılara karşı savunma sistemlerinde veya avlanma zehirleri olarak kullanılır.
Nörotoksinler çoğunlukla kimyasal kökenlidir. Bununla birlikte, radyasyon ve ultrason sinir hücresi bozukluklarına da neden olabilir.
Uygulamada bilinen en önemli nörotoksinler alkol, kafein ve nikotindir.