Esterilizazioa zerbait esteril bihurtzea da, hau da, eragile fisiko edo kimikoen bitartez zerbaiten edo nonbaiteko mikroorganismo guztien suntsiketa prozesua da. Desinfekzioarekin eta antiseptikoekin alderatuta, esterilizazioa askoz erangikorragoa da, mikrobio guztiak akabatzen baititu; desinfekzioak eta antiseptikoek, berriz, mikrobio gehienak deuseztatzen ditu eta horien hazkuntza eragotzi. Kirofanoetako instrumentala esterilizatu egiten da, baina kirofanoaren instalakuntza handiak eta altzariak desinfektatu egiten dira, esterilizazioa oso zaila delako.
Esterilizazioa beharrezkoa da giza jardueraren hainbat arlotan: osasun mailan, adibidez, funtsezkoa da klinika eta ospitaleetan, barneko gaixoen artean gaitz infekziosoak saihesteko. Zenbait laborategitan ere ahalik eta esterilitate gehienarekin lan egin behar da, kutsadura mikrobiologikoek emaitzak alda ez ditzaten. Gauza bera gertatzen da janari industria askotan.
Esterilizazioa agente fisiko ala kimikoen bitartez gauzatu daiteke.