Als Winterschlaf oder Hibernation bezeichnet man einen schlafähnlichen Zustand, in den manche Säugetiere und wenige Vögel (amerikanische Winternachtschwalbe) unter Herabsetzung ihrer Körpertemperatur während der kalten Jahreszeit verfallen.
Der echte Winterschläfer verwandelt sich im Herbst von einem gleichwarmen Tier in ein wechselwarmes Tier, indem seine Körpertemperatur auf annähernd die der Umgebungstemperatur abfällt. Während dieser Zeit verlangsamen sich Atmung und Herzschlag. Die Energie, die notwendig ist, um die Lebensfunktionen des Winterschläfers während der jahreszeitlichen Schlafphase aufrechtzuerhalten, kommt aus den während des Sommers angefressenen Fettdepots.