Suuri Yellowstonen ekosysteemi, tai pelkkä Yellowstonen ekosysteemi, (engl. Greater Yellowstone Ecosystem) on viimeinen laaja lähes koskematon ekosysteemi Maapallon pohjoisella lauhkealla vyöhykkeellä. Se sijaitsee Yhdysvaltain luoteisosassa. Yellowstonen ekosysteemi käsittää koko Yellowstonen kansallispuiston ja sen lisäksi vielä laajan alueen puiston lähistöllä. Tämä ekosysteemi on yksi maailman huomattavimmista luonnon "laboratorioista" maisemien, ekologian ja geologian kannalta. Yellowstonen ekosysteemin eläimistö on myös merkittävä.