Sinh vật huyền thoại hay sinh vật thần thoại là những sinh vật, thường là động vật được mô tả trong các câu chuyện phi lịch sử, trong văn hóa dân gian, những câu chuyện thần thoại hoặc những truyền thuyết, huyền kỳ chưa được xác minh và đôi khi liên quan đến siêu nhiên. Những động vật huyền thoại khác, chẳng hạn như rồng, phượng, kỳ lân đã được ghi lại trong lịch sử tự nhiên của các học giả khác nhau của thời cổ đại. Do thiếu các hóa thạch của những sinh vật, tính xác thực của các bản ghi chép lịch sử đã được thẩm vấn bởi nhà động vật học hiện đại. Một số các sinh vật cũng có thể là những sinh vật bí ẩn dù thuật ngữ này không đồng nghĩa.