Гемицеллюло́зы, группа полисахаридов высших растений, выполняющих в клеточных оболочках (вместе с лигнином) функцию аморфного связующего материала.

Гемицеллюлозы близки по химическому строению к целлюлозе, но характеризуются значительно меньшими размерами молекул.

Содержание гемицеллюлоз в одревесневших частях растений (древесине, соломе, кукурузных кочерыжках, оболочках семян, скорлупе орехов) может превышать 30 %.

Гемицеллюлозы, как правило, нерастворимы в воде, легко гидролизуются разбавленными минеральными кислотами с образованием моносахаридов; из растительного материала их извлекают при действии щелочей.

К гемицеллюлозам относится важный компонент первичных клеточных оболочек – ксилоглюкан. В его главной цепи каждые три из четырёх остатков глюкозы замещены в шестом положении остатками α-D-ксилопиранозы или ди- и трисахаридными цепями (из галактозы и ксилозы или из фукозы, галактозы и ксилозы). Ксилоглюкан обеспечивает контакт между фибриллами целлюлозы и пектином, а его ферментативный гидролиз и ресинтез – рост клеточной оболочки.

Из других гемицеллюлоз наиболее известны компоненты вторичных клеточных оболочек, такие как 4-О-метилглюкуроноксилан лиственной древесины, галактоглюкоманнаны и глюкоманнаны хвойной древесины и арабиноксиланы злаков.