“Fantasi seksual,” kadang-kadang disebut sebagai fantasi erotis, adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan pola pikiran internal atau gambaran mental yang ada dalam imajinasi dan yang menurut individu membangkitkan atau menggairahkan secara seksual. Fantasi seksual hanya terjadi ketika seseorang terjaga, karena elemen penting dalam bentuk fantasi ini adalah kemampuan imajinasi untuk mengontrol dengan tepat apa yang terjadi. Mimpi yang bersifat seksual saat tidur tidak sama dengan fantasi seksual karena unsur kontrol yang disengaja kurang.
Fantasi seksual bisa sepanjang cerita rumit yang diisi dengan detail rumit atau sesingkat kilasan gambaran seksual sepersekian detik. Fantasi mungkin secara sengaja dibayangkan atau terjadi secara spontan sebagai akibat dari perasaan atau isyarat sensorik yang tiba-tiba. Secara umum, fantasi seksual ada pada spektrum dari yang sangat realistis menjadi sangat inventif, menggunakan citra yang tidak biasa atau tidak konvensional.
Sejauh peneliti seksualitas manusia telah mampu menentukan, fantasi erotis hampir secara universal dialami. Mengingat beragamnya manusia dan imajinasi yang tak ada habisnya, tampaknya akan ada bermacam-macam fantasi seksual yang tak terbatas. Namun, pada kenyataannya, mereka termasuk dalam dua kategori dasar. Salah satunya adalah kenangan akan pertemuan atau pengalaman seksual sebelumnya yang membangkitkan untuk diingat, dan yang lainnya terdiri dari aktivitas yang belum terjadi tetapi secara seksual menggairahkan untuk dibayangkan.
Studi menunjukkan, bagaimanapun, bahwa fantasi seksual juga dipengaruhi oleh faktor-faktor di luar imajinasi individu atau pengalaman sebelumnya. Gender, misalnya, merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi isi fantasi seksual. Pria dan wanita memang memiliki beberapa fantasi erotis yang sama, seperti menghidupkan kembali hubungan seksual yang menggairahkan, membayangkan seks dengan pasangannya saat ini, atau membayangkan seks dengan orang yang berbeda. Namun, penelitian telah menunjukkan bahwa fantasi seksual pria cenderung lebih visual dan eksplisit secara anatomis, dan wanita lebih fokus pada kasih sayang dan emosi. Hal ini dapat dilihat dari penggunaan pornografi oleh laki-laki sebagai dasar fantasi seksual; seorang wanita mungkin menggunakan novel roman untuk tujuan umum yang sama.
Masyarakat dan budaya pada umumnya mempengaruhi fantasi seksual melalui praktik pelabelan beberapa praktik atau pemikiran sebagai tabu. Seperti yang diharapkan, orientasi seksual juga mempengaruhi fantasi seksual. Dalam konten, fantasi seksual pria gay atau wanita lesbian cenderung sama dengan pria atau wanita heteroseksual, kecuali bahwa kaum homoseksual membayangkan pasangan sesama jenis.