Het orthosympathische zenuwstelsel, ook wel het sympathische zenuwstelsel genoemd, is het deel van het autonome zenuwstelsel dat de organen zodanig beïnvloedt dat het lichaam arbeid, waar energie voor nodig is, kan verrichten. Het orthosympathische zenuwstelsel bevordert dan ook de dissimilatie, waarbij energie vrijkomt.
Het andere deel van het autonome zenuwstelsel heet het parasympathische zenuwstelsel en vervult in zekere zin een tegengestelde rol van het orthosympathische zenuwstelsel.