갑상샘(甲狀-, 영어: thyroid 또는 thyroid gland)은 사람을 포함한 척추동물의 몸에서 호르몬을 분비하는 내분비계 기관 중 가장 큰 기관이다. 그리스어로 '방패'를 뜻하는 Thyreos에서 유래한 명칭으로, 목의 한가운데 앞으로 튀어나온 물렁뼈(갑상연골) 바로 아래쪽에서 기도 주위를 나비 모양으로 둘러싸고 있다.
갑상샘은 좌우 한 쌍의 날개(엽)와 이들을 연결하는 좁은 협부(isthmus)로 구성된다. 한쪽 날개의 크기는 넓이 1~2cm, 두께 2~3cm, 높이 5cm 정도이며, 전체 무게는 15~20g 정도이다. 보통은 근육으로 둘러싸여 있어 겉으로 보이지 않고 거의 만져지지 않는다. 갑상샘의 뒤쪽에는 좌우 2개씩 총 4개의 부갑상샘이 붙어 있다.
갑상샘의 주요 기능은 갑상샘호르몬(T3, T4, 즉 티록신)을 합성하여 저장해 두었다가 필요할 때 혈액으로 분비하는 것이다. 갑상샘호르몬은 인체의 기초 대사율을 조절하여 모든 기관의 기능을 적절히 유지시키며, 체온을 일정하게 유지하고, 태아와 신생아의 뇌 및 뼈의 성장 발달에 필수적인 역할을 한다. 또한 심장 박동 증가, 스트레스 대응, 적혈구 생성 촉진, 근육과 뼈의 기능 유지 등 다양한 생리 과정에 관여한다. 갑상샘호르몬이 부족하면 갑상샘기능저하증이, 과다하면 갑상샘기능항진증(그레이브스병 등)이 발생할 수 있다.
한국어 용어의 경우, 과거에는 '갑상선(甲狀腺)'으로 불렸으나, 대한의사협회 의학용어위원회가 2001년 발간하고 2006년 수정 보완한 의학용어집 제4집에서 외래어를 쉬운 우리말 표현으로 바꾸어 '갑상샘'으로 정의하였다. 2008년 발간된 의학용어집 제5집에서는 기존 한자어 용어를 되살려 '갑상샘'과 '갑상선'이 병기되어 현재 두 용어가 함께 사용되고 있다. 형태에서 따온 '방패샘'이나 위치상 특징을 따온 '목밑샘'으로도 불리기도 한다.