Полимериза́ция о́рганов, процесс увеличения в ходе филогенеза числа равноценных гомологичных образований в организме многоклеточных. Принцип полимеризации органов выдвинул в 1929 г. В. А. Догель. В результате полимеризации органов в организме формируются дискретные системы, состоящие из множества взаимозаменяемых компонентов с лабильными связями между ними и обладающие высокой пластичностью и приспособляемостью к изменениям внешних условий. При полимеризации органов может происходить некоторая децентрализация и дезинтеграция организма. Примерами полимеризации могут служить увеличение числа жаберных щелей у бесчерепных, органов половой системы у ленточных червей, фаланг в кисти некоторых китообразных. Полимеризация органов характерна для многих групп растений (например, возрастание числа лепестков или тычинок в цветке). Полимеризация органов создаёт резервы гомологических структур в организме, которые могут быть использованы в процессе дальнейшей дифференциации. В этом случае она может сменяться олигомеризацией гомологичных структур. У простейших полимеризации подвержены различные органеллы – клеточные ядра, жгутики, сократительные вакуоли и другие клеточные структуры.