Toksemija (gr. toxicon – nuodai + haima-kraujas), apsinuodijimas kraujo nešiojamomis medžiagomis, kurios patenka iš aplinkos (pvz., per kvėpavimo takus, virškinamąjį traktą) arba susidaro pačiame organizme. Dažniausiai būna sergant infekcinėmis ligomis (pvz., difteritu, salmonelioze), kurių sukėlėjai gamina egzotoksinus, arba, sukėlėjams yrant, išsiskiria endotoksinų. Toksemija gali atsirasti ir tada, kai, sutrikus medžiagų apykaitai, organizme susidaro nuodingų medžiagų ar audinių irimo produktų (pvz., sergant cukriniu diabetu, inkstų ligomis, spinduline liga). Nuodingąsias medžiagas kraujas nuneša į širdį, kepenis, inkstus ir kt. organus, sutrikdo jų veiklą. Ypač jautrios toksinams galvos smegenų žievės ląstelės. Dėl toksemijos galima pradėti karščiuoti, būna silpna, svaigsta galva, ligonis dažnai vemia, gali būti traukulių, ištikti paralyžius. Toksemijos simptomai būna ryškesni, kai į organizmą patenka daugiau nuodingų medžiagų ir kai yra sumažėjęs organizmo atsparumas. Toksemija, kartais atsirandanti ir nėštumo metu, gali sukelti rimtų ir kūdikio, ir motinos sveikatos komplikacijų.