רָעָב היא תחושה הפוקדת אדם או חיה כאשר לא מסופק לה מזון במידה הנדרשת. שיכוך הרעב הוא צורך בסיסי הקיים אצל כל בעלי החיים, אך האדם יכול לשלוט על צורך זה יותר מבעלי החיים.
כמו כל מכונה זקוק גם הגוף לאנרגיה על מנת לפעול. הגוף מפיק אנרגיה באמצעות שריפת חומרים המופקים ממזון והפקת אנרגיה מתוכם (הנמדדת בקלוריות). כאשר מבחינה מערכת האיזון של הגוף במחסור באנרגיה, היא מעלה לתודעה את תחושת הרעב.
גם במצב של איזון קלורי, אם הוכנס מזון לגוף שלא בדרך של לעיסה ובליעה עדיין צפויה תחושה של רעב. רעב יכול להתבטא גם בהזדקקות למוצרי מזון שאינם משביעים, כמו ממתיקים מלאכותיים. נראה שטעם המתיקות קושר באדם, על ידי התהליך האבולוציוני, למזון עשיר בפחמימות, ועל כן הוא מהווה מושא תשוקה, גם כאשר לאמיתו של דבר ערכו התזונתי דל. מצד שני, המידה שבה ערב מזון לחיך היא כשלעצמה פונקציה של מידת הרעב.
בתחושת הרעב יש מוטיבים נלמדים. חיה שהורגלה להאכלה שאינה משביעה דייה, תנטה לאכילה מרובה גם כאשר דרך האכלתה השתנתה. היא תלמד להתאים את עצמה למצב התזונתי החדש באופן איטי. עם זאת, לא אצל כל החיות שולטת תחושת הרעב על האכילה. דגי זהב וכלבים עשויים לאכול יותר מכפי הרצוי להם, בעוד שחתולים בדרך כלל אוכלים במידה הדרושה להם. הוכחה אחרת למוטיב הלמידה היא סלידה המתפתחת ממאכלים שאכילתם גורמת לתוצאות לוואי בלתי נעימות, אך אינם בלתי-טעימים כשלעצמם, תופעה המכונה "סלידת טעם".