Veeökosüsteem ehk akvaatiline ökosüsteem on veekeskkonnaga seotud ökosüsteem. Seal elavad elukooslused on sõltuvad nii üksteisest kui ka nende elukeskkonnast – veest.
Kõige laiemalt saab eristada kahte veeökosüsteemi: mereökosüsteem ja mageveeökosüsteem, mõnikord räägitakse ka ranniku- ja estuaariökosüsteemist.
Veeökosüsteemid on keskkonna jaoks mitmes mõttes tähtsad. Neis toimub aineringlus, nad puhastavad vett, nad takistavad üleujutusi ja vähendavad nende mõju, neis läheb pinnavesi uuesti ringlusse, nad moodustavad elukeskkonna paljudele eluvormidele. Veeökosüsteeme kasutavad inimesed puhkamiseks ja eriti tähtsad on veeökosüsteemid turismi jaoks.
Veeökosüsteemi seisund halveneb, kui surve temale ületab veeökosüsteemi taluvusvõime. Surve ökosüsteemile võib olla nii füüsikaline, keemiline kui bioloogiline. Füüsikalised muudatused hõlmavad veetemperatuuri, veevoolu ja valgustatust. Keemilised muudatused hõlmavad bioaktiivsete toitainete, hapnikku tarbivate ainete ja mürkainete ökosüsteemi juurdetuleva koguse muutumist. Bioloogilised muudatused hõlmavad olemasolevate liikide hävitamist ja võõrliikide sissetoomist. Sealjuures on väga oluline inimasustuse suuruse muutumine.