تنظيم ذاتي دماغي هي عملية في الثدييات تهدف إلى الحفاظ على تدفق الدم الدماغي في مستوى كاف ومستقر. في حين أن معظم أنظمة الجسم تظهر بعض درجات التنظيم الذاتي، فإن المخ حساس للغاية لعملية الإرواء الزائد والمنخفض. ويلعب التنظيم الذاتي الدماغي دورًا هامًا في الحفاظ على تدفق الدم بشكل مناسب إلى هذه المنطقة. ويعتبر إرواء المخ أمرًا ضروريًا للحياة حيث إن المخ يتطلب معدلاً أيضيًا مرتفعًا. ويتمكن الجسم، عن طريق التنظيم الذاتي الدماغي، من توصيل ما يكفي من الدم الذي يحتوي على الأوكسجين والمواد المغذية إلى أنسجة المخ لتلبية هذه الحاجة الأيضية، ويتخلص من ثاني أكسيد الكربون CO2 والإفرازات الأخرى.
ويشير التنظيم الذاتي الدماغي إلى آليات فسيولوجية تحافظ على تدفق الدم بمستوى مناسب في أثناء التغيرات التي تطرأ على ضغط الدم. ومع ذلك، فإنه غالبًا ما يتم تفسير التنظيم الذاتي الدماغي على أنه يشمل المجال الأوسع لتنظيم تدفق الدم الدماغي بسبب التأثيرات الهامة لمستويات ثاني أكسيد الكربون الشرياني ومعدل الأيض الدماغي والتنشيط العصبي ونشاط الجهاز العصبي الودّي والوضعية وكذلك المتغيرات الفسيولوجية الأخرى. ويشمل هذا المجال مناطق مثل تفاعلية ثاني أكسيد الكربون والتقارن العصبي الوعائي وغيره من جوانب حركة الدم الدماغي.
ويتحقق هذا التنظيم لتدفق الدم إلى المخ أساسا عن طريق شرايين صغيرة والشرايين التي تتمدد أو تتقلص تحت تأثير أنظمة تحكم فسيولوجية متعددة ومعقدة. وقد تتلف هذه الأنظمة كالأضرار التي تحدث بعد السكتة الدماغية والرضوح أو التخدير وفي الأطفال المبتسرين والذي قد يتسبب في تطور إصابات الدماغ اللاحقة. إن القياس غير الباضع للإشارات الفسيولوجية ذات الصلة، مثل تدفق الدم في الدماغ والضغط داخل الجمجمة وضغط الدم ومستويات ثاني أكسيد الكربون واستهلاك الأكسجين الدماغي وغير ذلك، يعد من الأمور الصعبة. وكذلك الأمر بالنسبة للتقييم اللاحق لأنظمة التحكم. ولا يزال هناك الكثير من التفاصيل غير المعروفة عن فسيولوجيا التحكم في تدفق الدم وأفضل التدخلات السريرية لتحسين نتائج المرضى.