Karl Jakob Sundevall (22. lokakuuta 1801, Högestad, Skåne – 2. helmikuuta 1875, Tukholma) oli ruotsalainen eläintieteilijä.
Sundevall opiskeli Lundin yliopistossa vuodesta 1817, ja väitteli siellä filosofian tohtoriksi 1823. Hän matkusteli Itä-Intiassa 1827–1828, minkä jälkeen opiskeli lääketiedettä ja valmistui lääketieteen tohtoriksi 1830.
1833 hänet nimitettiin Tukholman Luonnonhistoriallisen valtionmuseon intendentiksi ja 1836 Lundin yliopiston eläintieteen ja taloustieteen lehtoriksi. Palattuaan 1838 ranskalaisten Huippuvuorille suuntautuneelta tutkimusmatkalta hänet nimitettiin em. museon professoriksi ja intendentiksi, ja hän toimi selkärankaisten osaston professorina 1841–1871.
Sundevall toimi useiden tieteellisten seurojen jäsenenä. Useimmat hänen töistään käsittelivät selkärankaisten systematiikkaa. Merkittävimmät työnsä hän teki ornitologian alalla ja erityisesti lintujen anatomian tutkimuksessa, keskittyen jalkojen ja lantionseudun fylogeniaan. Hän luokitteli suuren joukon tieteelle uusia lintulajeja, erityisesti Johan August Wahlbergin eteläisestä Afrikasta keräämistä näytteistä, muun muassa saharanpussitiaisen. Suomessa tavatuista lajeista hän on luokitellut idänuunilinnun.