互動作用，或稱為相互作用，是指兩個或多個因素之間相互影響，共同作用於某個系統或對象，從而產生單獨一個因素單獨作用時不出現的效果。這種作用通常發生在兩個或更多的自變數（或預測變數）同時作用於一個因變數（或回響變數）時，它們的聯合效應不僅僅是各自單獨效應的簡單相加。
例如，在實驗研究中，如果一個自變數對因變數的效應依賴於另一個自變數的水平，那麼就發生了互動作用。這種效應表明，一個因素（如藥物）的效果在不同的水平（如不同的年齡組和性別）上表現不一致。
此外，互動作用也廣泛套用於人機互動領域，指的是人與計算機之間為了完成特定任務而進行的通訊和對話。這包括物理界面（如鍵盤、顯示器）和認知界面（如作業系統、套用軟體）的互動。