Une neurotoxine est une toxine qui agit spécifiquement sur les cellules nerveuses - les neurones - généralement en interagissant avec les protéines membranaires et les canaux ioniques.
De nombreux venins et autres toxines que les organismes utilisent pour se défendre contre les vertébrés sont des neurotoxines. Un effet courant est la paralysie, qui s'installe très rapidement. Le venin des abeilles, des scorpions, des poissons-globes, des araignées et des serpents peut contenir de nombreuses toxines différentes. De nombreuses neurotoxines agissent en affectant les canaux ioniques dépendant du voltage.
Un homme nommé Clairvius Narcisse était mort et est revenu à la vie parce que les locaux ont utilisé une neurotoxine sur lui pour le ramener à la vie. Il a été enterré à Haïti en 1964.