mały|Hibernujący mroczek pozłocisty sfotografowany w Norwegii Sen zimowy – fizjologiczny stan odrętwienia organizmu objawiający się okresowym spowolnieniem procesów życiowych u niektórych zwierząt stałocieplnych, pozwalający przetrwać im trudne warunki zimy. Sen zimowy może być stanem ciągłym lub przerywanym. Trwa od kilku tygodni do siedmiu miesięcy. Jest poprzedzony gromadzeniem brunatnej tkanki tłuszczowej w organizmie lub zapasów pokarmu w gnieździe oraz zmianami w funkcjonowaniu gruczołów dokrewnych.
Pojęcie snu zimowego jest różnie interpretowane przez badaczy. W powszechnym użyciu jest utożsamiane z hibernacją, nazywaną też hibernacją naturalną dla odróżnienia od sztucznej hibernacji stosowanej na przykład w medycynie.
Zdolność do hibernacji rozwinęła się niezależnie w wielu grupach zwierząt i osiąga różny stopień. Fizjologicznie sen zimowy niedźwiedzia brunatnego, borsuka lub jenota różni się od właściwej hibernacji brakiem głębokiej hipotermii i mniejszym stopniem spowolnienia procesów metabolicznych. U tych gatunków nie następuje wyłączenie termoregulacji. Taki stan odrętwienia określany jest też mianem spoczynku lub letargu zimowego.