Leptonema (von den griechischen Wörtern „lepto“ – dünn und „nema“ – Faden) ist das erste Stadium der Prophase I der Meiose. Es zeichnet sich durch Chromosomenkondensation und eine aktive Suche nach homologen Chromosomen für die anschließende Paarung aus.
Bei einem Leptonem verkürzen und verdicken sich die Chromosomen, sodass sie wie dünne Fäden aussehen. Es findet eine aktive Proteinsynthese statt, die für den anschließenden Abschnittsaustausch zwischen homologen Chromosomen notwendig ist. Homologe Chromosomen beginnen sich mit Hilfe spezieller Proteine gegenseitig zu „erkennen“ und schließen sich paarweise zur weiteren Synapse zusammen.
Somit ist das Leptonem ein Vorbereitungsstadium der Meiose, wenn eine morphologische Neuordnung der Chromosomen stattfindet und nach Homologen für den anschließenden genetischen Austausch zwischen ihnen während des Crossing-Over gesucht wird. Dies ist notwendig, um die genetische Vielfalt der Keimzellen zu erhöhen.