Gestasjon er den biologiske prosessen hvor pattedyr bærer sine unger fra befrukting til fødsel. Den representerer hele perioden med fosterutvikling inni mors livmor.
Lengden på gestasjonen varierer sterkt mellom arter. For eksempel opplever mennesker typisk en gestasjonsperiode på ca. ni måneder, mens andre pattedyr kan bære sine unger i betydelig kortere eller lengre tid avhengig av deres størrelse, biologiske og evolutive tilpasninger.
I denne tiden utvikler den befruktede eggen seg til en embryo og til slutt en foster, vokser og modner til den er klar for fødsel. Gestasjon er derfor en fundamental del av pattedyrs reproduksjon, som sikrer at avkom er tilstrekkelig utviklet for å overleve utenfor livmoren.