同源器官是指在不同生物中，某些器官在基本結構、與生物體的相互關係以及胚胎髮育的過程中彼此相似，但它們在外形上可能並不相同，功能上也可能存在差異。
例如，鳥的翅膀、蝙蝠的翼手、鯨的胸鰭、狗的前肢以及人的上肢都是同源器官。這些器官雖然在外形和功能上有所不同，但它們的內部結構基本一致，都是由肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨組成，排列方式也基本一致。同源器官的存在反映了生物之間存在一定的親緣關係，表明這些擁有同源器官的生物可能有着共同的祖先。
此外，陸生脊椎動物的肺和魚類的鰾也是同源器官的例子。在植物界中，同樣存在同源器官的概念，例如馬鈴薯的塊莖和葡萄的卷鬚都是莖的變態。同源器官的研究在比較解剖學中非常重要，因爲它們爲生物進化提供了直接的證據。