Leptonema (du grec « lepto » – fin et « nema » – fil) est la première étape de la prophase I de la méiose. Elle se caractérise par une condensation chromosomique et une recherche active de chromosomes homologues pour un appariement ultérieur.
Au cours du leptonème, les chromosomes se raccourcissent et s’épaississent, prenant l’apparence de fins fils. Il existe une synthèse active de protéines nécessaires à l'échange ultérieur de sections entre chromosomes homologues. Les chromosomes homologues commencent à se « reconnaître » à l'aide de protéines spéciales et se réunissent par paires pour former d'autres synapses.
Ainsi, le leptonème est une étape préparatoire à la méiose, lorsqu'un réarrangement morphologique des chromosomes se produit et qu'une recherche d'homologues se produit pour un échange génétique ultérieur entre eux lors du croisement. Cela est nécessaire pour augmenter la diversité génétique des cellules germinales.