Morfeemi on kielen pienin merkitystä kantava yksikkö. Morfeemeja ovat esimerkiksi sanavartalot, taivutusaffiksit ja johtimet. Kielitieteessä morfeemeja ja sanojen sisäistä rakennetta tutkii morfologia. Säännöstöä, joka säätelee morfeemien keskinäistä järjestystä sanassa, nimitetään morfotaksiksi.
Morfeemi-termiä on kielitieteessä 1900-luvun mittaan käytetty eri merkityksissä. Vanhemmassa ranskalaisessa tutkimuksessa sillä saatettiin ymmärtää kieliopillisten suhteiden ilmaisimia (esimerkiksi affikseja, adpositioita tai apuverbejä), vastakohtana ”semanteemeille” eli arkikielen ”sanoille”. Jotkut tutkijat ovat tarkoittaneet morfeemilla ylipäätään jonkin tietyn kielellisen merkityksen muotoa, joka voi olla pelkkä suffiksi tai kokonainen lause. Nykyään morfeemilla kuitenkin tarkoitetaan kielen pienintä jakamatonta yksikköä, johon liittyy jokin merkitys.
Morfeemi on strukturalistisessa kielitieteessä niin kutsutun eemisen tason yksikkö, eli se edustaa kielen taustalla olevaa abstraktia rakennetta. Todellisessa puheessa tai tekstissä morfeemin reaalistuma on morfi. Joillakin morfeemeilla tällaisia reaalistumia, morfeemivariantteja eli allomorfeja voi olla useita. Esimerkiksi englannin monikon suffiksi -s voi reaalistua allomorfeina {s} (cots ’mökit’), {z} (dogs ’koirat’) ja {iz} (forces ’voimat’), suomen inessiivin suffiksilla on allomorfit {ssa} (talossa) ja {ssä} (metsässä).
Morfeemi, kuten kielellinen merkki yleensä, voidaan kuvata koostuvaksi kahdesta osasta: konkreettista ilmiasua, äännettyä tai kirjoitettua kielenainesta nimitetään formatiiviksi, morfeemin merkityssisältöä semeemiksi.
Morfeemit jaetaan vapaisiin morfeemeihin, jotka voivat esiintyä tekstissä sellaisenaankin (esimerkiksi talo), ja sidonnaisiin morfeemeihin (esimerkiksi -ssa), jotka voivat esiintyä vain vapaiden morfeemien yhteydessä. Toisaalta morfeemit voidaan jakaa leksikaalisiin morfeemeihin, jotka ovat tai joilla muodostetaan sanoja (lekseemejä), ja kieliopillisiin morfeemeihin, jotka ilmaisevat kieliopillisia suhteita ja kategorioita, esimerkiksi lukua, sijaa tai persoonaa. Kieliopilliset morfeemit voivat olla sekä sidonnaisia (affikseja) että vapaita (kieliopilliset eli funktiosanat). Jaottelu ei ole ongelmaton; esimerkiksi suomen kielen niin kutsutut tilamorfeemit (esimerkiksi ete-, ala-, taka-) ovat ikivanhoja ja keskeisiä kielen aineksia, jotka sijoittuvat leksikaalisten ja kieliopillisten morfeemien rajalle.
Joskus merkitystä ilmaiseva aines ei selkeästi erotu omaksi yksikökseen. Salkku- eli portmanteau-morfi on kielenaines, johon sisältyy useampia merkityksiä. Esimerkiksi englannin monikkomuodossa mice ’hiiret’ ei voi erottaa erillistä monikon tunnusta vaan siihen sisältyvät sekä leksikaalinen merkitys ’hiiri’ että monikon merkitys. Nollamorfista puhutaan, kun merkityksellä ei ole lainkaan sitä edustavaa äänneainesta. Esimerkiksi englannin monikkomuoto sheep ’lampaat’ on samannäköinen kuin yksikkö sheep ’lammas’. Suomessa yksikön 3. persoonaa voi merkitä suffiksi (hän mene-e, vrt. minä mene-n), mutta tietyillä verbeillä tai tietyissä taivutuskategorioissa sillä ei ole lainkaan näkyvää merkitsintä (minä avaa-n – hän avaa-Ø; minä menisi-n – hän menisi-Ø).
Jäännösmorfi on morfi, joka esiintyy vain tietyssä yhdistelmässä, esimerkiksi yhdyssanassa. Tällaisia ovat esimerkiksi suomen van- sanassa vanhurskas tai englannin cran- sanassa cranberry ’karpalo’. Jäännösmorfit ovat usein syntyneet siten, että historiallinen kehitys on hämärtänyt alkuperäisen sanan merkityksen.