Epidemija (grčki: επιδημία — "među narodom rasprostranjeno") je neobično često pojavljivanje jedne bolesti u jednoj populaciji. Epidemične bolesti su između ostalog kolera, grip, tifus i kuga. Po pravilu radi se uvjek o infekcioznim bolestima. Ponekad se taj pojam koristi i za neinfekciozne bolesti kao naprimjer za gojaznost (da bi se opisale opasnosti kao njene posljedice).
Riječ epidemija je nastala od grčkih riječi epi ("preko") i demos ("narod").
Endemija, za razliku od epidemije, opisuje normalo i uobičajeno pojavljivanje (širenje) bolesti među jednom populacijom. Tako je na primjer jedan određeni procenat od gripa obolelih sasvim normalan. Čim broj obolelih pređe jednu određenu granicu (kod gripe su to 0.4%) može se govoriti o epidemiji. Epidemije koje prelaze državne ili čak kontinentalne granice nazivaju se pandemije.
Kod životinja se epidemije označavaju kao epizootije.