互動作用是指一個因素各個水平之間反應量的差異隨其他因素的不同水平而發生變化的現象。互動作用的效應可度量一個因素不同水平的效應變化依賴於另一個或幾個因素的水平的程度。在心理學中的解釋為，當實驗研究中存在兩個或兩個以上自變數時，其中一個自變數的效果在另一個自變數每一水平上表現不一致的現象。某一因素的真實效應隨著另一因素的改變而改變。如果所有實驗設計的單元格內都只有一個影響因素時，則無法衡量自變數之間的互動作用。
互動作用的計算方法主要有手動計算和計算機軟體計算，如SPSS。在統計學中，可以通過相加互動和相乘互動的方法來計算互動作用。相加互動的計算公式為：p11 – p10 – p01 + p00，相乘互動的計算公式為：(p11p00)/(p10p01)。如果相加互動和相乘互動的計算結果不相等，則說明有互動作用。
在臨床流行病學研究中，互動作用可以幫助揭示多個因子對結局變數的影響，有時表現出類似藥物學中的協同或拮抗現象。