Гармонический анализ ( англ. harmonic analysis; нем. harmonische Analyse f) - раздел математики, в котором изучаются способы представления функций одного или многих переменных с помощью рядов Фурье по тригонометрической и другими системами функций или с помощью интегралов Фурье, а также разнообразные применения этих представлений.
Истоки гармонического анализа связывают с именем Жозефа Фурье.
Гармонический анализ широко применяют при описании и изучении колебательных процессов.