微衛星不穩定性（Microsatellite Instability，MSI）是一種在腫瘤組織中常見的現象，涉及基因組中微衛星（Microsatellite）序列的改變。
微衛星是基因組中的一類短串聯重複DNA序列，通常由1~6個核苷酸組成，呈串聯重複排列。這種不穩定性的產生與腫瘤組織中的DNA錯配修復（Mismatch Repair，MMR）功能缺陷有關。在正常的細胞中，MMR系統能夠識別並修復DNA複製或重組過程中產生的鹼基錯配，防止遺傳物質的改變。當MMR功能異常時，微衛星序列在複製過程中由於滑動等因素導致的鹼基錯配、插入或缺失無法被有效修復，從而積累並導致微衛星長度的改變，出現新的微衛星等位基因。
這種不穩定性與多種腫瘤的發生和發展有關，是臨床上的一項重要腫瘤標誌物。微衛星不穩定性的檢測對於結直腸癌患者預後的評估、化療方案的制定以及免疫治療效果的預測等方面具有重要意義。