Đồng tính luyến ái ở động vật đề cập đến những hành vi đồng tính được ghi nhận ở những loài động vật (trừ con người). Hành vi đồng tính được cho là tồn tại ở một số loài động vật[3] và không chỉ con người, một số loài động vật cũng có quan hệ đồng giới[4]. Các biểu hiện về hành vi đồng tính thật sự có ở một số loài trong thế giới động vật, đặc biệt trong các loài chim biển, động vật có vú, khỉ và các loài linh trưởng lớn.Các hành vi đồng tính luyến ái ở động vật có thể bao gồm các hoạt động quan hệ tình dục, tán tỉnh, bày tỏ tình cảm, ghép cặp và nuôi dạy con cái giữa các cặp đôi động vật đồng tính[5][6] Đã có 1500 trường hợp được quan sát, trong đó có khoảng 500 trường hợp được miêu tả khá cụ thể[7]. Một ghi nhận khác thì hiện tượng đồng tính xảy ra ở khoảng 1.000 loài trong đó có chim cánh cụt, cá heo và động vật linh trưởng do nhiều nguyên nhân[8]. Một quan sát khác thì trên thế giới, có tổng cộng khoảng 450 loài có thói quen quan hệ tình dục đồng giới[9]Tuy vậy, hành vi đồng tính luyến ái ở nhiều loài thực chất là sự cố ngoài ý muốn và do nhận lầm đối tượng (tưởng nhầm con đực khác là con cái). Ở một số loài, đến 85% số con đực có hành vi đồng tính nhưng không phải là do chúng thích như vậy, mà là do không quan sát kỹ nên đã chọn nhầm đối tượng giao phối[10]. Trong thí nghiệm nổi tiếng về hành vi động vật, John B. Calhoun còn nhận thấy rằng: các con chuột thí nghiệm dần phát sinh hành vi đồng tính luyến ái như là một dạng "Tha hóa hành vi" gây ra bởi rối loạn di truyền, đổ vỡ cấu trúc xã hội và áp lực về môi trường sống[11]Chỉ có một loài động vật (trừ loài người) được ghi nhận là có những cá thể đực chỉ giao phối đồng tính trong khi từ chối giao phối với những con cái, đó là cừu Ovis[2][12] Theo nhà di truyền học Simon Levay thì: "Mặc dù hành vi tình dục đồng giới là khá phổ biến trong thế giới động vật, nhưng có vẻ là rất hiếm khi các loài vật có khuynh hướng lâu dài để tham gia vào các hành vi như vậy trong khi lại từ chối các hoạt động tình dục khác giới tính. Thiên hướng tình dục đồng tính (thuật ngữ được dùng với loài người), nếu chúng ta có thể nói về điều đó ở động vật, có vẻ là rất hiếm".[13]