En stemmeseddel er et papirark, hvorpå en vælger som led i et valg markerer sin tilslutning til et politisk partis liste, en kandidat eller et forslag. Stemmesedlen kan være fortrykt med angivelse af de foreliggende muligheder; i andre situationer kan et blankt ark bruges.
Anvendelse af stemmeseddel kan ske for at sikre hemmelighed, at kun stemmeberettigede deltager i afgørelsen, og for at gøre optællingen sikker.
Afgøres en afstemning ved håndsoprækning på et møde, kan stemmesedlen være bevis for indehaverens ret til at stemme.
I nogle lande er der indført elektronisk valg, hvilket kan lette optællingen. Det har dog i nogle tilfælde givet eksempler på manipulation eller fejltælling.