Une structure vestigiale désigne un caractère anatomique, physiologique, de biologie moléculaire ou comportemental dont la fonction initiale a été perdue totalement ou en partie au cours de l'évolution en biologie évolutive du développement (structure anatomique de l'organisation d'une espèce).
La vestigialité se distingue de l'atavisme ou réversion qui se réfère à la réapparition occasionnelle d'un caractère ancestral chez un individu qui normalement ne devrait pas le posséder. Ainsi le coccyx est une structure vestigiale homologue de la queue, tandis que la polydactylie ou le tissu mammaire surnuméraire sont des atavismes.