回生ブレーキ（かいせいブレーキ）は、通常は駆動力として用いている電動機（モーター）を発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することで制動をかける電気ブレーキの一手法。電力回生ブレーキ、回生制動とも呼ばれる。また、発電時の回転抵抗を制動力として利用することもできる。電動機を動力とするエレベータ、電車、自動車他、広く用いられる。
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鉄道においては、電車・電気機関車で用いられ、それらの主電動機で発電し、発生した電気エネルギーは架線に戻す。このことにより、列車の消費電力を削減（力行時と制動時で相殺）出来る他、地下トンネル内の温度上昇の問題も軽減できる。さらに、空気ブレーキ使用率の低下（現在では回生ブレーキのみで列車を停止させる寸前まで持ち込む事が可能）により、近年（インバータによる可変電圧可変周波数制御が一般化した1986年頃から）登場している新型の電車のほとんどが、この回生ブレーキを採用している。ただし、回生ブレーキを使うためには、負荷となる変電所やほかの電車（列車）が一定以上必要となる。そのため、他の列車が電力を消費する確率が低く、き電設備にかけるコストも限られるローカル線では、回生ブレーキを採用する場合も発電ブレーキと併用することが多い。
また、車両側の電圧が架線側より高くなければ十分な電力回生を行うことができず、ブレーキ性能が低下する現象（回生失効）が発生してしまうため、同時走行車両に増減があり、架線側の電圧が安定しない場合などに安定したブレーキ性能を確保する目的で、発電ブレーキを併設している車両も存在する。この場合、ある程度速度が落ちると、回生ブレーキを発電ブレーキに切り替えるタイプ（近畿日本鉄道の車両など）と、回生ブレーキを使いながら電圧が低い分を発電ブレーキと併用するブレーキチョッパタイプ（313系・383系・E257系など）がある。また、電圧が安定しない場合でも、安定した回生ブレーキを生み出す特徴を持つベクトル制御の車両も出てきている。
なお、一部勾配区間では、変電所に回生ブレーキで発生した電力を吸収する装置を設置し、地上側で回生失効を防ぐようにしたところもある（南海高野線や近鉄大阪線など）。この場合は、発生する電力を抵抗器で熱エネルギーの形で放出させることもある。 一方、京浜急行電鉄のように、回生電力の有効活用を目的にフライホイール式電力貯蔵装置を設置する例もある。
電気自動車・ハイブリッドカー（トヨタ・プリウスなど）で使われる。 タイヤの回転を使いモーターで電力を発生させ、車両に搭載した蓄電池を充電し、加速時の電力とする。構造は、インバータによる可変電圧可変周波数制御を搭載した電車と同じで、回生負荷が蓄電池に変わるものである。
一部の電動アシスト自転車には、制動時に発生した電力を蓄電池に充電し、補助できる距離を伸ばすものがある。
エレベータの場合は、ある程度大型のものでは電動機で発生した回生電力を電力系統に逆流させる形で返してしまうが、マンションなどに設置される一般的なものでは、回生電力を抵抗器に流して熱エネルギーとして捨ててしまうことの方が一般的である。これは、発生する回生電力が鉄道車両などに比べ小さく、電力系統に逆流させる可逆コンバータ（インバータ機能を持つ整流回路）を設置するコストに引き合わないからである。三菱電機の製品には回生電力を蓄電池に貯蔵し、停電時に短時間ながら運転を継続できる非常電源として使用するもの（商品名：エレセーブ）もあるが、これも一般的ではない。
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