Neuromyelitis optica (NMO) is een auto-immuunziekte van het centrale zenuwstelsel (CZS) die voornamelijk de oogzenuwen en het ruggenmerg aantast. Het wordt ook wel NMO-spectrumstoornis genoemd. Bij NMO valt het immuunsysteem van het lichaam ten onrechte gezonde cellen en eiwitten in het lichaam aan, meestal die in het ruggenmerg en de ogen. Personen met NMO ontwikkelen optische neuritis, die pijn in het oog en verlies van het gezichtsvermogen veroorzaakt. Individuen ontwikkelen ook transversale myelitis, die zwakte of verlamming van armen en benen en gevoelloosheid veroorzaakt, samen met verlies van blaas- en darmcontrole. Magnetische resonantiebeeldvorming van de wervelkolom vertoont vaak een afwijking die zich uitstrekt over lange segmenten van het ruggenmerg. Individuen kunnen ook episodes van ernstige misselijkheid en braken krijgen, met hikken door betrokkenheid van een deel van de hersenen dat braken onder controle houdt. De ziekte wordt veroorzaakt door abnormale auto-antilichamen die zich binden aan het eiwit aquaporine-4. Binding van het aquaporin-4-antilichaam activeert andere componenten van het immuunsysteem, waardoor ontstekingen en schade aan deze cellen worden veroorzaakt. Dit resulteert ook in het verlies van myeline in de hersenen en het ruggenmerg, de vetachtige substantie die fungeert als isolatie rond zenuwvezels en helpt zenuwsignalen van cel naar cel te verplaatsen. 

NMO verschilt van multiple sclerose (MS). Aanvallen zijn meestal ernstiger bij NMO dan bij MS, en NMO wordt anders behandeld dan MS. De meeste mensen met NMO ervaren clusters van aanvallen met dagen tot maanden of jaren uit elkaar, gevolgd door gedeeltelijk herstel tijdens perioden van remissie. Vrouwen worden vaker getroffen door NMO dan mannen. Afro-Amerikanen lopen een groter risico op de ziekte dan blanken. Het begin van NMO varieert van kindertijd tot volwassenheid, met twee pieken, één in de kindertijd en de andere bij volwassenen in de veertig.