Hemolyse (hemo = van het bloed, lysis = uit elkaar vallen, losmaken) is een term uit de geneeskunde voor het verschijnsel dat rode bloedcellen in het lichaam uit elkaar vallen. Vooral als dit in sterkere mate gebeurt dan normaal, waardoor de inhoud ervan, die voornamelijk uit hemoglobine bestaat, in de vrije bloedbaan vrijkomt. Hierdoor wordt het aanbod van hemoglobine aan het afbraaksysteem hiervan in de lever verhoogd, wat aanleiding kan zijn tot een lichte vorm van geelzucht. Verder kan er bij sterke hemolyse bloedarmoede optreden, en bij zeer sterke, plotselinge hemolyse (b.v. bij een foutieve bloedtransfusie) met een niet-verenigbare bloedgroep ernstig algemeen ziekzijn tot overlijden toe.
Er zijn veel mogelijke oorzaken, variërend van erfelijke afwijkingen aan de rode bloedcellen zelf (sferocytose, ovalocytose, sikkelcelziekte) tot mechanische (marshemoglobinurie) of immunologische (b.v. auto-immuun hemolytische anemie) oorzaken.
Vergiften die rode bloedlichaampjes afbreken worden hemotoxinen genoemd, men vindt ze in de dierenwereld, zoals bij een aantal slangen en sommige geleedpotigen. De 'tegenhanger' van hemotoxinen zijn neurotoxinen, deze tasten het zenuwstelsel aan.
