Tähdistöottelulla (englanniksi All-star game) tarkoitetaan näytöstyylistä ottelua, jossa jonkin urheilulajin tai urheiluliigan tähdistö, eli parhaimmiksi valitut pelaajat kohtaavat. Usein joukkueiden jaossa käytetään maantieteellistä sijaintia ja ottelu saatetaan pelata esimerkiksi idän ja lännen joukkueiden edustajien välillä. Toisinaan käytetään myös kansallisuuksiin perustuvaa lajittelua (golfissa Eurooppa vastaan Yhdysvallat, tenniksessä maiden väliset Davis Cup ja Fed Cup). Useimmiten tähdistöottelut pelataan keskellä kautta olevana kohokohtana, mutta se on mahdollista pelata myös kauden tai turnauksen päättymisen jälkeen.
Tähdistöotteluiden joukkueiden valintaan voivat vaikuttaa tapauksesta riippuen valmentajat, urheilutoimittajat ja yleisö tai joukkueiden kokoamisesta voi vastata joukkueen valmentajana tai pelinjohtajana toimiva henkilö.
Tunnetuimpia tähdistöotteluita ovat jääkiekkoliiga NHL:n tähdistöviikonloppu sekä amerikkalaisen jalkapallon NFL-liigan vuotuinen Pro Bowl -tapahtuma, jotka keräävät miljoonia katselijoita ympäri maailmaa. Suomessa tähdistöottelu pelattaan muun muassa pesäpallossa, jossa vuosittain on Itä-Länsi-ottelu miesten ja naisten pelaajille sekä eri ikäisille junioreille.