Beskedet meddelades i ett inlägg på skådespelarens Instagram.
”Bortgången var hastig och oväntad men välsignad av det faktum att Sam förblev cancerfri”, står det i inlägget.
Sam Neill vårdades tidigare för blodcancer.
Inlägget avslutas med att fler detaljer kommer att meddelas senare, men att familjen nu ber om respekt för deras sorgearbete.
Känd från Jurassic Park
Sam Neill är bland annat känd från klassiker som Jurassic Park, Ivanhoe och tv-serien Peaky Blinders.
Svenska folket kommer kanske främst att minnas honom för den hälsning som han brukade skicka på nyårsdagen i samband med att filmen Ivanhoe visas på tv.
Varför filmen blivit stor just i Sverige såg han som ett mysterium, enligt en intervju med Aftonbladet.
– Jag vet inget annat land där man ens kommer ihåg filmen, sa han till tidningen.
– Är det en klassiker för att man skrattar åt den eller är det berättelsen? Jag måste säga att jag tycker det här är extremt roligt men jag är också väldigt förbryllad över det.
Han blev 78 år gammal.