Autolyysi on solujen tuhoutumisprosessi ja biologisesti aktiivisten aineiden vapautuminen siitä. Autolyysin seurauksena ravinteet pääsevät soluun ja solu pilkkoutuu. Omien rakenteiden ja kudosten sulatukseen tarvittavien entsyymien synteesi tapahtuu. Monimutkaisten yhdisteiden hajoamista yksinkertaisemmiksi kutsutaan autolyysiksi. Solujen rakenneosien tuhoutuminen johtaa aineiden vapautumiseen, jotka ovat välttämättömiä uusien synteesiä varten. Niitä kutsutaan autoentsyymeiksi.
Autolyysi on välttämätön kehon normaalille toiminnalle ja sen elintoimintojen ylläpitämiselle.
Luonnossa autolyysiprosesseja esiintyy useimmissa elävissä organismeissa, mutta ne ovat kehittyneimpiä kasveissa ja sienissä. Autolyysillä tarkoitetaan myös ruoan leikkaamista ihmisen mahassa, jossa mahaentsyymit hajottavat ruokaproteiinit aminohapoiksi. Tämä prosessi varmistaa, että keho imee proteiineja.