泊松分布（Poisson distribution）是一種在統計與機率學中常見的離散機率分布，由法國數學家西莫恩·德尼·泊松在1838年發表。泊松分布適合於描述單位時間內隨機事件發生的次數的機率分布，如服務請求的次數、電話交換機的呼叫次數、汽車站的候客人數、機器故障數、自然災害發生的次數、DNA序列的變異數、放射性原子核的衰變數、雷射的光子數分布等。
泊松分布的機率質量函式為P(X=k)=λke−λk!，其中k是事件發生的次數，e是歐拉數（e=2.71828），!是階乘函式。泊松分布的參數λ是單位時間（或單位面積）內隨機事件的平均發生率。
泊松分布可以從二項分布在極限情況下推導出來，即當試驗次數n很大，而每次成功的機率p很小，且np乘積適中時，二項分布的機率可以用泊松分布來逼近。泊松分布在生物信息學分析、RNAseq數據的差異表達分析等領域有廣泛套用。