Heterotalism (din altă greacă ἕτερος - „diverse” și θαλλός - „ramură”) - dioecie și autoincompatibilitate, caracteristică multor ciuperci și unor alge.
Fenomenul heterotalismului a fost descoperit de geneticianul american A.F. Blaxley în 1904 în lucrarea sa cu ciupercile mucoase . Blaxley a considerat heterotalismul ca fiind analog cu dioecitatea la plante . A desemnat tulpini indistinguibile din punct de vedere morfologic din aceeași specie, diferite ca sex, cu semnul plus (+) și semnul minus (−).
Potrivit lui H. Whitehouse (1949), se disting heterotalismul morfologic și fiziologic. În primul caz, indivizii din tulpini dioice au organe genitale diferențiate morfologic; în al doilea caz, nu există diferențe morfologice între sexe.
Se opune homotalismului - fenomenul de autocompatibilitate.