Osmotický tlak je definován jako tlak, kterým je potřeba působit na roztok oddělený polopropustnou membránou od čistého rozpouštědla (nejčastěji vody), aby se zabránilo osmóze – tedy pronikání molekul rozpouštědla ze strany s nižší koncentrací rozpuštěných částic na stranu s vyšší koncentrací těchto částic (přičemž samotné částice nemohou membránou projít). Osmotický tlak je přímo úměrný osmolalitě roztoku, a je větší na straně s vyšší koncentrací rozpuštěných částic.
V souvislosti s lékařstvím je pojem „osmotický tlak“ obvykle chápán jako tlak na buněčnou membránu (neboť ta se chová jako polopropustná membrána), který je způsoben odlišnou koncentrací roztoků na obou stranách této membrány. Osmotický tlak hraje zásadní roli například při ultrafiltraci krve v ledvinách.
Viz také osmóza, osmolalita, tonicita, hypotonický, izotonický, hypertonický.