En semigrupp (även halvgrupp) är, inom matematiken, en mängd med en associativ binär operator på mängden. En semigrupp är således en associativ magma.
En semigrupp med ett neutralt element kallas monoid. Varje semigrupp S kan fås att bli en monoid genom att lägga till ett element e som inte ligger i S och definiera ee = e och es = s = se för alla s ∈ S.
Några exempel på semigrupper:
Två semigrupper S och T kallas isomorfa om det finns en bijektion f : S → T med egenskapen att, för alla element a, b i S, f(ab) = f(a)f(b), där juxtaposition anger den binära operationen i S respektive T.