O mesenterio (do grego μεσεντέριον, mesentérion) é un termo da anatomía animal e humana, que designa unha membrana serosa que constitúe un repregamento plano do peritoneo, principalmente de tecido conxuntivo, que contén numerosos vasos sanguíneos e linfáticos que se dirixen ás vísceras abdominais, e que unen o estómago e o intestino coas paredes posteriores do abdome, fixando na súa posición ditos órganos.
Con frecuencia, ao falarmos do mesenterio inclúense os dous pregamentos do peritoneo que conteñen os compoñentes da cavidade abdominal (omentos ou epíploons[1] etc). No mesenterio, en especial no de persoas obesas, acumúlase ás veces unha enorme cantidade de células adiposas.
O termo mesenterio pode usarse en sentido estrito ou lato. En sentido estrito, o mesenterio propiamente dito sería só a dobre capa de peritoneo que suspende o xexuno e o íleo desde a parede posterior do abdome. Porén, o seu significado esténdese con gran frecuencia a outras dobres capas de peritoneo que conectan os diversos compoñentes da cavidade abdominal.