生物堿是一類含氮的有生理作用的天然化合物，大多數有較復雜的氮雜環結構，少數為非氮雜環的有機胺類。一般有類似堿的性質，早年被譯為“膺堿”。天然來源的某些維生素、氨基酸、肽類等雖也是含氮化合物，但習慣上不包括在生物堿范疇內。事實上生物堿一詞至今還沒有嚴格而確切的定義。
生物堿廣泛分布于自然界，尤以植物界為多，動物界也有，例如蟾酥中的蟾酥堿 (bufotenine)，地龍中的6-氧嘌呤(hypoxanthine)。據統計至少在140種植物中發現有生物堿，特別是罌粟科、防己科、茄科、豆科、夾竹桃科、毛茛科、小蘗科等。一般說來，生物堿多分布于雙子葉植物，單子葉植物中較少，裸子植物和羊齒植物或更低等植物則極少。含生物堿的植物中經常含有多種化學結構相似的生物堿。科屬親緣相近的植物，所含生物堿的結構往往相似，有的相同。