Loewi, Otto (szül. 1873. jun. 3. Frankfurt am Main - megh. 1961. dec. 25. New York), német születésű amerikai orvos és farmakológus, 1936-ban Sir Henry Dale-lel megosztva élettani-orvosi Nobel-díjat kapott az idegingerek kémiai átvitelével kapcsolatos felfedezéseiért.
Loewi, miután 1896-ban orvosi diplomát szerzett a Német Egyetemen (ma Strasbourgi Egyetem), európai egyetemeken tanult és tanított, majd 1909-ben Grazban (Ausztria) a gyógyszertan professzora lett. 1940-ben az Amerikai Egyesült Államokba ment: a New York-i Orvostudományi Egyetem professzorává nevezték ki, ott dolgozott haláláig.
Neurológiai kutatásai (1921-26) szolgáltatták az első bizonyítékokat arra vonatkozóan, hogy kémiai anyagok szerepet játszanak az ingereknek egyik sejtről a másikra, ill. neuronról a megfelelő szervre történő átvitelében. Munkatársaival békaszívben az idegek ingerlésével lelassították a szívritmust. Az ezen a szíven átáramló folyadékot egy második szíven is átáramoltatták, amelyben az idegeket nem ingerelték; a szívritmus ez utóbbiban is csökkent, jelezve a hatóanyag jelenlétét a folyadékban. Erről az anyagról kimutatták, hogy azonos az acetilkolinnal, amelynek élettani tulajdonságait Dale 1914-ben részletesen leírta. Az acetilkolint Dale és Harold Dudley 1929-ben előállította.
Az idegrendszerrel kapcsolatos kutatásai mellett Loewi tanulmányozta
a cukorbetegséget és a digitalis ás epinephrin gyógyszerek
hatását is. Kidolgozta a Loewi-próbát a hasnyálmirigy-betegség
kimutatására.