Unter Langzeit-Depression (eng: long-term depression, LTD) versteht man eine dauerhafte Abschwächung der Signalübertragung an den Synapsen von Nervenzellen. Zusammen mit ihrem Gegenstück – der Langzeit-Potenzierung (LTP) stellt LTD eine der zellulären Grundlagen von Lernen und Gedächtnis dar. Es wird heute gemeinhin angenommen, dass durch diese Formen von synaptischer Plastizität Informationen in Nervensystemen dauerhaft abgespeichert werden. Zwar ist es bislang noch nicht gelungen, Lernen direkt auf LTP und LTD zurückzuführen, es gibt aber eine Reihe indirekter Hinweise darauf, dass sie den zellulären Mechanismus bestimmter Lernformen darstellen.