Demyelinizace je odborný název pro degenerativní ztrátu myelinu z nervových vláken (axonů). Demyelinizace může postihovat axony v CNS, v PNS nebo v obou částech nervového systému. Nejznámějším a zároveň nejčastěji se vyskytujícím demyelinizačním onemocněním je roztroušená skleróza.
Odvozené přídavné jméno je demyelinizační.
Viz také myelin, myelinová pochva.