Sindirim sistemi veya gastrointestinal sistem, sindirim borusu (sindirim kanalı veya gastrointestinal kanal) ile sindirim bezlerini içeren, çok hücreli hayvanlarda yiyeceğin vücuda alınımı, sindirilmesi, gerekli besin ve enerjinin absorbe edilmesi ve atık maddelerin vücuttan atılması ile ilgilenen organ sistemidir.

Sindirim sistemi ve sindirim borusu hayvandan hayvana belirli oranda değişiklik gösterir. Örneğin bazı hayvanlar çok odalı midelere sahiptirler.

Çoğu Antik Çağ ve Orta Çağ anatomistleri mide, bağırsaklar gibi sindirim sistemi organları hakkında kabaca doğru fikirlere sahipti. Yine de bu yanlış ve hatta bir bakıma absürd fikirler ortaya atılmadı anlamına gelmez. Örneğin Rönesans'ın önemli bilgin ve sanatçısı Leonardo da Vinci sindirim sisteminin solunum sistemine yardım ettiği fikrine sahipti. Sıkışan bağırsakların, içlerinde üretilen sıvılaşmış havayla, diyaframı yukarı doğru ittiğine ve böylece diyaframın akciğerlere basınç uyguladığına inanmaktaydı. Sindirim sisteminin ve sindirim sistemi organlarının insan için önemi eski çağlardan beri bilinmektedir.