數(shù)學分析（英語：mathematical analysis）區(qū)別于其他非數(shù)學類學生的高等數(shù)學內(nèi)容，是分析學中最古老、最基本的分支，一般指以微積分學、無窮級數(shù)和解析函數(shù)等的一般理論為主要內(nèi)容，并包括它們的理論基礎（實數(shù)、函數(shù)、測度和極限的基本理論）的一個較為完整的數(shù)學學科。它也是大學數(shù)學專業(yè)的一門基礎課程。
數(shù)學分析研究的內(nèi)容包括實數(shù)、復數(shù)、實函數(shù)及復變函數(shù)。數(shù)學分析是由微積分演進而來，在微積分發(fā)展至現(xiàn)代階段中，從應用中的方法總結升華為一類綜合性分析方法，且初等微積分中也包括許多數(shù)學分析的基礎概念及技巧，可以認為這些應用方法是高等微積分生成的前提。數(shù)學分析的方式和其幾何有關，不過只要任一數(shù)學空間有定義鄰域（拓撲空間）或是有針對兩物件距離的定義（度量空間），就可以用數(shù)學分析的方式進行分析。
