Hành vi tập thể của động vật (Collective animal behavior) hay hành động hàng loạt của động vật là một dạng hành vi của động vật mang tính xã hội liên quan đến hành vi phối hợp của các nhóm lớn các loài động vật tương tự cũng như các đặc tính nổi bật của các nhóm này với những hành vi, hành động tương tự nhau. Điều này có thể bao gồm các lợi ích của thành viên khi gia nhập vào nhóm động vật đông đúc này, những vấn đề phát sinh trong nhóm là việc chuyển giao thông tin trên toàn nhóm, quy trình ra quyết định nhóm, và cách thức nhóm và quá trình đồng bộ hóa.Ví dụ về hành vi tập thể của động vật bao gồm: Chim bay theo bầy một cách đồng loạt như đàn bồ câu, đàn sếu, thú móng guốc thường tụ thành đàn lớn (đàn bò, đàn cừu, đàn dê, đàn trâu, đàn ngựa, bầy voi), những con cá nhỏ bơi kết hợp lại thành một khối cầu cá, sóng cá hoặc đàn cá lớn, những con nhuyễn thể ở Nam Cực tụ lại dày đặc với nhau, một nhóm cá heo phối hợp săn mồi cũng như tương tự ở bầy sói, bầy sư tử và chó hoang châu Phi, đàn châu chấu tụ lại ồ ạt như đám mây (đám mây châu chấu), những đàn kiến hành quân thành một lối đi, đàn mối lớn làm tổ, đàn ong xây tổ.Cấu trúc của các nhóm động vật lớn khó nghiên cứu vì số lượng lớn các cá thể động vật tham gia. Do đó, phương pháp tiếp cận thử nghiệm thường được bổ sung bằng mô hình toán học về tập hợp động vật. Nghiên cứu các nguyên tắc của hành vi tập thể của động vật có liên quan đến các vấn đề kỹ thuật của con người thông qua triết lý về sinh học. Ví dụ, xác định các quy tắc mà một động vật riêng lẻ điều hướng so với các đồng loại láng giềng trong một nhóm có thể dẫn đến tiến bộ trong việc triển khai và kiểm soát các nhóm đang bơi hoặc rô-bốt bay như UAV (thiết bị bay không người lái).