Ujemne sprzężenie zwrotne jest podstawowym pojęciem cybernetyki; jest podstawą regulacji i sterowania. Jest ono ważne w inżynierii i fizjologii. W biologii i fizjologii ujemne sprzężenie zwrotne znane jest jako homeostaza.
Ujemne sprzężenie zwrotne występuje, gdy wyjście systemu działa w celu przeciwstawienia się zmianom na wejściu systemu. Skutkuje to tym, że zmiany są mniejsze, a system jest utrzymywany w granicach. Klasycznym przykładem jest system centralnego ogrzewania, który wyłącza się, gdy (odpowiednio umieszczony) czujnik temperatury uderzy w ustawiony wcześniej znak. Elementem ujemnego sprzężenia zwrotnego jest termostat.