การออกเสียงประชามติ (อังกฤษ: Referendum) คือ การนำร่างกฎหมาย ร่างรัฐธรรมนูญ และนโยบายที่สำคัญของประเทศ ไปผ่านการตัดสินเพื่อแสดงความเห็นชอบหรือไม่เห็นชอบโดยประชาชนผู้เป็นเจ้าของอำนาจอธิปไตย นับเป็นการเปิดโอกาสให้ประชาชนได้มีส่วนร่วมในการตัดสินใจต่อแนวทางการปกครองประเทศ และถือเป็นประชาธิปไตยทางตรงแบบหนึ่งซึ่งประชาชนมีส่วนมีเสียงโดยตรงในการบริหารราชการแผ่นดิน
คำว่าการออกเสียงประชามติ หรือ Referendum มีรากศัพท์มาจากภาษาละติน "ad referendum" มีความหมายว่า "การนำมาให้สัตยาบัน" (หรือการนำมาให้รับรอง) แนวคิดเรื่องนี้เกิดขึ้นนานแล้วในทวีปยุโรป
ประเทศที่ปกครองในระบอบประชาธิปไตย อำนาจสูงสุดในการปกครองประเทศมาจากประชาชน เพื่อให้สมาชิกในสังคมอยู่ร่วมกันเป็นปกติสุข มติของคนในสังคมจึงถือเป็นเรื่องสำคัญ เดิมประชาชนในรัฐมีจำนวนไม่มาก จึงสามารถใช้อำนาจออกเสียงต่อกิจการบ้านเมืองได้โดยตรง แต่เมื่อรัฐเจริญขึ้นและมีประชากรมากขึ้น หากต่างคนต่างใช้อำนาจก็ย่อมทำให้เกิดความวุ่นวาย ต่อมาจึงจัดให้มีระบบผู้แทนราษฎรขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว ผู้แทนราษฎรทำหน้าที่รับความคิดเห็นมาจากประชาชน ออกเสียงแทนประชาชนในเรื่องต่าง ๆ เป็นผู้ใช้อำนาจนิติบัญญัติ (จัดทำกฎหมาย) และอำนาจบริหาร (คณะรัฐมนตรี) แทนประชาชน
อย่างไรก็ตาม หากพิจารณาในทางสังคมวิทยาแล้ว สมาชิกผู้แทนราษฎรหรือพรรคการเมืองที่สังกัดก็ดี อาจใช้วิธีการต่าง ๆ ในการเอื้อประโยชน์ต่อตนเองหรือแก่พรรคซึ่งทำให้การใช้อำนาจเหล่านั้นไม่ตรงกับเจตนาของประชาชนส่วนใหญ่ หรือแม้ว่าสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจะมีเจตนาบริสุทธิ์ ประชาชนมีส่วนในการเป็นเจ้าของประเทศ มีผลได้ผลเสียด้วย จึงมีวิธีการที่หลากหลายในการตรวจสอบการใช้อำนาจ วิธีตรวจสอบเดิมคือการเลือกตั้งเท่านั้น โดยหากประชาชนเห็นว่าผู้แทนราษฎรที่ได้รับเลือกไปไม่มีประสิทธิภาพหรือปฏิบัติตัวไม่ดี ก็ไม่เลือกผู้แทนคนนั้นในการเลือกตั้งครั้งต่อไป
การออกเสียงประชามติเป็นกลไกที่นำมาเสริมทฤษฎีตัวแทนของประชาชน โดยให้สิทธิแก่ประชาชนในการตัดสินใจต่อกิจการหรืองานใด ๆ สนับสนุนหลักการสำคัญของระบอบประชาธิปไตยอย่างแท้จริง นอกจากการให้สิทธิประชาชนออกเสียงประชามติในเรื่องเกี่ยวกับรัฐธรรมนูญแล้ว บางประเทศยังเปิดโอกาสให้มีการออกเสียงประชามติในเรื่องอื่น ๆ เช่น ร่างกฎหมายหรือนโยบายที่สำคัญหรือกิจการอื่นที่ส่งผลกระทบต่อประชาชน
หลายประเทศมีการออกเสียงประชามติเป็นเวลาหลายร้อยปีแล้ว ประเทศไทยเคยมีการนำเอาการออกเสียงประชามติมาบัญญัติไว้ในรัฐธรรมนูญแห่งราชอาณาจักรไทย ฉบับ พ.ศ. 2492 ฉบับ พ.ศ. 2511 ฉบับ พ.ศ. 2517 ฉบับ พ.ศ. 2540 และฉบับชั่วคราว พ.ศ. 2549 โดยสามฉบับแรกกำหนดให้ประชาชนมีสิทธิออกเสียงประชามติในกรณีแก้ไขเพิ่มเติมรัฐธรรมนูญเท่านั้น ส่วนฉบับ พ.ศ. 2540 กำหนดให้นายกรัฐมนตรีและคณะรัฐมนตรีสามารถขอให้ประชาชนออกเสียงประชามติในเรื่องที่อาจกระทบถึงผลประโยชน์ของประเทศชาติหรือประชาชนตามหลักเกณฑ์ที่กำหนดไว้ในกฎหมายประกอบรัฐธรรมนูญ อย่างไรก็ตาม ประเทศไทยไม่เคยมีการดำเนินการออกเสียงประชามติตามที่รัฐธรรมนูญได้บัญญัติไว้จนกระทั่ง พ.ศ. 2550 ที่มีการออกเสียงให้ความเห็นชอบหรือไม่เห็นชอบต่อร่างรัฐธรรมนูญ พ.ศ. 2550
รัฐธรรมนูญแห่งราชอาณาจักรไทย (ฉบับชั่วคราว) พ.ศ. 2549 ได้บัญญัติให้มีการนำระบบการออกเสียงประชามติมาใช้ในประเทศไทยอีกครั้ง โดยมีวัตถุประสงค์ในการให้ประชาชนออกเสียงเห็นชอบหรือไม่เห็นชอบ ร่างรัฐธรรมนูญแห่งราชอาณาจักรไทย พุทธศักราช 2550 โดยออกเสียงจัดให้มีขั้นเมื่อวันที่ 19 สิงหาคม พ.ศ. 2550 และนับเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่มีการออกเสียงประชามติในประเทศไทย ซึ่งผลรวมทั่วประเทศออกมามีผู้เห็นชอบ 57.81 % และไม่เห็นชอบ 42.19 % หรือคิดจากผู้มีสิทธิทั้งหมดได้ผลตามตาราง
รัฐธรรมนูญแห่งราชอาณาจักรไทย พุทธศักราช 2550 ได้บัญญัติให้นำการออกเสียงประชามติมาใช้ดังปรากฏในมาตรา 165 โดยจัดให้มีการออกเสียงประชามติให้กระทำได้ในสองกรณี คือ กรณีที่คณะรัฐมนตรีเห็นว่ากิจการในเรื่องใดอาจกระทบถึงประโยชน์ได้เสียของประเทศชาติหรือประชาชน นายกรัฐมนตรีโดยความเห็นชอบของคณะรัฐมนตรีอาจปรึกษาประธานสภาผู้แทนราษฎรและประธานวุฒิสภาเพื่อประกาศในราชกิจจานุเบกษาให้มีการออกเสียงประชามติได้ และในกรณีที่มีกฎหมายบัญญัติให้มีการออกเสียงประชามติ โดยรัฐต้องดำเนินการให้ข้อมูลอย่างเพียงพอ และให้บุคคลฝ่ายที่เห็นชอบและไม่เห็นชอบกับกิจการนั้น มีโอกาสแสดงความคิดเห็นของตนได้อย่างเท่าเทียมกัน หลักเกณฑ์และวิธีการออกเสียงประชามติให้เป็นไปตามพระราชบัญญัติประกอบรัฐธรรมนูญว่าด้วยการออกเสียงประชามติ
