方差分析（Analysis of Variance，簡稱ANOVA）是一種統計方法，用於比較兩個或多個組之間的均值差異是否顯著。
它通過分析數據集中的變異性來確定組間差異是否由隨機因素引起。方差分析通常用於研究因變數（dependent variable）如何受到一個或多個因素（independent variables）的影響，它可以確定哪些因素對因變數的均值有顯著影響，進而推斷不同組別之間是否存在差異。
在方差分析中，自變數或準自變數被稱為因素，組成一個因素的各個條件或是數值被稱為這個因素的水平。方差分析既可以用在獨立測量中，也可以用在重複測量研究中。合併不同因素，以及在同一研究內混合不同設計的能力，為研究者提供了設計研究的靈活性。此外，方差分析還涉及到F檢驗，這是一種假設檢驗的過程，用於評估兩個或多個處理的平均數的差異。與t檢驗的差異在於，方差分析可以被用來比較兩個或更多的處理，為設計實驗與解釋結果提供了更大的靈活性。