Пойкилоте́рмные живо́тные, холоднокровные животные (от греч. ποικίλος – различный, переменчивый и θέρμη – тепло), животные с непостоянной температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры внешней среды. К пойкилотермным животным относятся все наземные или водные беспозвоночные, а из позвоночных – рыбы, земноводные и пресмыкающиеся; такие животные, как правило, распространены в более тёплых регионах мира.

Температура тела пойкилотермных животных обычно всего на 1–2 °C выше температуры окружающей среды или равна ей. Терморегуляция у пойкилотермных животных несовершенна; они более активны при повышении температуры, при недостаточном прогреве становятся медлительными и неактивными. Температура тела у многих из них повышается под влиянием поглощения внешних источников тепла (лучистой энергии Солнца, температуры воздуха, почвы, воды) или мышечной работы (например, у шмелей в полёте она может быть около 40 °C при температуре воздуха около 4–8 °C и снижается после прекращения полёта.

При повышении или понижении температуры внешней среды за пределы оптимума пойкилотермные животные впадают в оцепенение; если температура остаётся неблагоприятной в течение длительного периода – могут погибнуть. Многие из них находятся в оцепенении бо́льшую часть года (например, степная черепаха активна всего 3 месяца в году).

Поскольку пойкилотермные животные не нуждаются в большом количестве пищи, то тратят меньше времени на её поиск, и на территории с недостатком пищи (пустыни) они имеют преимущество. Такие животные могут выжить без пищи в течение долгого времени (например, змеи могут питаются только один раз в месяц). Дефицит пищи проявляется в малой активности особей. Отсутствие необходимости продуцировать собственное тепло делает не столь важным значение отношения массы тела животного к площади поверхности его тела (в отличии от гомойотермных животных). Таким образом, пойкилотермные животные могут быть как мелкими (например, насекомые, улитки, ящерицы), так и крупными (крокодилы).

Отсутствие совершенных терморегуляционных механизмов у пойкилотермных животных объясняется относительно слабым развитием их нервной системы, особенно центральной, пониженным уровнем обмена веществ, который примерно в 20–30 раз ниже, чем у гомойотермных животных, и другими особенностями.