Fuglevokalisering omfatter lyder som fugler frambringer for kommunikasjon, særlig fuglesang og fuglekall.
I dagligtale brukes fuglesang og fuglekvitter gjerne om fuglelyder som oppfattes som melodiske, mens det innen ornitologi vanligvis skilles mellom sang og andre vokaliseringer etter lydens kompleksitet og funksjon. Sang er som regel lengre og mer kompleks og er særlig knyttet til territoriehevding og pardannelse, mens kall blant annet brukes til varsling og kontakt mellom individer.
Skillet mellom sang og kall er ikke entydig. Enkelte forskere definerer sang ut fra funksjon snarere enn hvordan lyden frambringes, og kan dermed også regne lyder som hakkespetters tromming som sang. Fugler kan også frambringe ikke-vokale kommunikasjonslyder med blant annet nebb, vinger, hale og fjær.

Fugler frambringer stemmen i syrinx, et stemmeorgan som ligger nederst i luftrøret, der dette deler seg mot lungene. Lyden dannes når luft fra lungene får membraner i syrinx til å vibrere. Fuglen kan regulere tonehøyde og lydstyrke gjennom muskulær kontroll og lufttrykk. De to sidene av syrinx kan hos enkelte arter styres uavhengig av hverandre, slik at fuglen kan frambringe to toner samtidig.
Sang er særlig velutviklet hos spurvefugler. Andre fuglegrupper har et langt enklere vokalt repertoar, og enkelte kommuniserer i stor grad ved mekaniske lyder. Storker er for eksempel kjent for å klapre med nebbet, mens enkelte manakiner frambringer lyder ved hjelp av spesialiserte vingefjær.
Fuglesang har særlig betydning ved pardannelse og territoriehevding. Hos mange arter synger hannene for å tiltrekke seg en partner, og sangens egenskaper kan formidle informasjon om individets fysiske tilstand. Sangen brukes også til å markere og forsvare territorier og kan redusere behovet for direkte fysiske konfrontasjoner mellom rivaler.
Kall brukes blant annet til kontakt, varsling og koordinering. Mange arter har alarmkall som formidler informasjon om fare. Varselkall kan også oppfattes av andre arter, og enkelte kall brukes til å tiltrekke andre fugler som sammen mobber eller jager bort et rovdyr.
Individer kan hos enkelte arter gjenkjenne hverandre på stemmen. Dette er blant annet viktig hos kolonirugende fugler, der foreldre og unger kan finne hverandre ved hjelp av individuelle kall. Mange fuglearter er kjent for å synge eller kalle i duett, ofte mellom medlemmer av et par. Duetter kan blant annet inngå i opprettholdelsen av parforhold og felles forsvar av territoriet.
Hos fugler i tempererte områder er sang særlig vanlig hos hanner, mens hunnsang er langt vanligere i tropiske områder.
Fuglesang kan være både medfødt og lært. Hos mange sangfugler lærer ungfuglene deler av sangen ved å lytte til voksne artsfrender. Læringen skjer først ved at fuglen lagrer et lydmønster, og deretter ved at den øver og sammenligner sin egen sang med dette mønsteret. Ungfuglen går gjerne gjennom en variabel fase som kan sammenlignes med spedbarns babling, før sangen etter hvert får en mer stabil form.
Hos enkelte arter foregår den viktigste sanglæringen bare i ung alder, mens andre kan lære eller endre sang også som voksne. Sosial læring kan føre til lokale sangvarianter som ofte omtales som dialekter. Slike sangtradisjoner kan overføres mellom generasjoner og regnes som et eksempel på kulturell overføring hos dyr.
Enkelte arter er også dyktige til å herme etter andre fuglearter eller lyder fra omgivelsene. Hvilken biologisk funksjon slik etterligning har, varierer trolig mellom arter og er ikke fullt ut forstått.
Fuglers vokalisering påvirkes av miljøet lyden skal forplante seg gjennom. Den såkalte akustiske tilpasningshypotesen går ut på at egenskaper ved sang og kall kan være tilpasset habitatets akustiske forhold. I tett vegetasjon kan lave frekvenser og langsommere modulerte toner være mindre utsatt for forvrengning, mens andre lydkarakteristikker kan være fordelaktige i åpne landskap. Sammenhengen er imidlertid ikke universell; en omfattende analyse av spurvefugler fant ikke generell støtte for at sangfrekvens følger hypotesens forutsigelser på tvers av arter.
Menneskeskapt støy kan påvirke fuglesang. Fugler i bymiljøer kan synge høyere eller endre toneleiet når bakgrunnsstøy maskerer deler av signalet. Trafikkstøy er hos enkelte arter også knyttet til redusert reproduksjonssuksess når støyen overlapper frekvensområdet som brukes til kommunikasjon.
Fuglers sang og kall er viktige kjennetegn ved artsbestemmelse. Lydene kan beskrives med ord og stavelser, men analyseres også ved hjelp av spektrogram, som viser hvordan lydens frekvens og styrke varierer over tid. Spektrogrammer gjør det mulig å sammenligne vokaliseringer mer systematisk enn ved språklige beskrivelser.
Forskjeller i vokalisering kan også ha betydning for taksonomi. Siden sang inngår i pardannelse og artsgjenkjenning, kan ulike sangmønstre bidra til reproduktiv isolasjon mellom populasjoner. Forskjeller i sang og kall brukes derfor sammen med morfologiske, genetiske og andre kjennetegn ved avgrensning av arter.
Enkelte fugler som hekker eller oppholder seg i huler, bruker dessuten lyd til ekkolokalisering. Dette er kjent hos blant annet fettfugl og flere arter av collocaliini (salanganer).
Fuglesang har blitt brukt som musikalsk materiale på ulike måter, fra instrumental etterligning og transkripsjon til bruk av lydopptak. Den franske komponisten Olivier Messiaen arbeidet systematisk med å notere fuglesang og omforme den til musikk. Pianosyklusen Catalogue d'oiseaux (1956–1958) bygger på fuglesang han transkriberte under gjentatte reiser i Frankrike. Hvert stykke tar utgangspunkt i sangen til én fugleart, sammen med musikalske skildringer av landskapet og andre fugler i omgivelsene.
Innspilt fuglesang har også blitt brukt direkte i komposisjoner. I Ottorino Respighis symfoniske dikt Pini di Roma fra 1924 inngår et opptak av nattergalsang i tredje sats. Einojuhani Rautavaara brukte senere opptak av arktiske fugler sammen med orkesteret i Cantus Arcticus (1972), med undertittelen «konsert for fugler og orkester».
Innspilte fuglelyder har også vært brukt i en rekke sjangre innen populærmusikken, både som lydeffekter, som del av lydbildet og som musikalsk materiale. Blant kjente eksempler er The Beatles, som avsluttet «Blackbird» (1968) med et opptak av svarttrost. Pink Floyd brukte gjennomgående fuglelyder som en del av lydbildet i «Grantchester Meadows» (1969). Fuglesang har en mer gjennomgående rolle i Kate Bushs Aerial (2005), der suiten A Sky of Honey følger et sommerdøgn fra ettermiddag til neste morgen og lar fuglesang inngå som en del av både lydbildet og musikken. Omslaget til albumet viser dessuten lydbølgen fra svarttrostsang.