ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโดยมาก ระบบการทรงตัว[1](อังกฤษ: vestibular system)เป็นระบบรับความรู้สึกที่ให้ข้อมูลสำคัญที่สุดเกี่ยวกับการกำหนดรู้การทรงตัว (equilibrioception หรือ sense of balance) และการรู้ทิศทางของร่างกายภายในปริภูมิ (spatial orientation)ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโดยมาก ระบบการทรงตัวพร้อมกับคอเคลียซึ่งเป็นส่วนของระบบการได้ยิน เป็นส่วนประกอบของห้องหูชั้นใน (labyrinth of the inner ear) เพราะการเคลื่อนไหวร่างกายมีทั้งแบบหมุนและแบบเลื่อน ระบบการทรงตัวจึงมีส่วนประกอบสองอย่างเหมือนกัน คือระบบหลอดกึ่งวงกลม (semicircular canal) ซึ่งบอกการเคลื่อนไหวแบบหมุนและระบบ otoliths[upper-alpha 1]ซึ่งบอกความเร่งในแนวเส้นระบบการทรงตัวโดยหลักจะส่งข้อมูลไปยังโครงสร้างประสาทที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของตา เช่นการเคลื่อนไหวแบบ vestibulo-ocular reflex ซึ่งจำเป็นในการเห็นที่ชัดเจน และไปยังกล้ามเนื้อที่ทำให้สามารถทรงตัวไว้ได้ระบบการทรงตัวมีบทบาทข้อมูลจากระบบการทรงตัว ระบบการเห็น และระบบรับความรู้สึกทางกาย ทำให้สามารถรู้ตำแหน่งและทิศทางของร่างกายภายในปริภูมิรอบ ๆ ตัว[6]ระบบประสาทส่วนนอกของระบบการทรงตัว อยู่ในโครงสร้างที่เรียกว่า vestibular labyrinth ที่เป็นส่วนของห้องหูชั้นใน โดยโครงสร้างประสาทจะทำหน้าที่เป็นตัววัดความเร่งและอุปกรณ์นำวิถีอาศัยความเฉื่อย ที่ส่งข้อมูลไปยังเขตสมองต่าง ๆ อย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวและตำแหน่งของศีรษะ เขตสมองรวมทั้งก้านสมอง สมองน้อย และเปลือกสมองรับความรู้สึกทางกาย[3]