Heterochronija (hetero- + gr. chronos – laikas; sin. heterochronizmas) – 1) Bet kokio reiškinio nesavalaikiškumas. 2) Organų užuomazgų susidarymo laiko ir atskirų organų ar viso organizmo vystymosi greičio pokytis augalų ir gyvūnų, bei jų palikuonių evoliucijoje. 3) Ne vienalaikis atskirų kūno funkcinių sistemų brendimas ontogenezės metu.

Terminas naudojamas įvairiose mokslo srityse. Biologijoje – ne vienalaikis atskirų organizmo funkcinių sistemų vystymasis ir formavimasis ontogenezės metu.

Pedagogikoje ir psichologijoje tai glaudžiai susiję su jautrių periodų sąvoka.

Kūno kultūroje ir sporte naudojama primygtinai ugdant atskiras judesių savybes vaikams.

Bendrąją prasme, tai bet kokio reiškinio nesavalaikiškumas.

Šis terminas dažnai vartojamas paveldimumo moksluose, norint nurodyti, kad tam tikras paveldimas bruožas palikuonims atsiskleidžia ne tame pačiame amžiuje kaip jų protėviams (vadinamasis heterochroninis paveldimumas).

Embrionologijoje ir bendrojoje biologijoje apie heterochronija kalbama tais atvejais, kai koks nors bruožas individo ontogenezėje pasireiškia anksčiau arba vėliau nei atitinkamose filogenetinėse formose (nukrypimas nuo Haeckelio biogenetinio dėsnio laiko).

Heterochronija taip pat vartojama onkologijoje (navikų tyrime), norint apibūdinti nesavalaikį embrioninių ląstelių dauginimąsi poembrioniniame gyvenime.

Medicinoje terminas naudojamas bendrai apibūdinti augimo ir brendimo sutrikimus (pvz., vėlyvas arba ankstyvas brendimas).