光行差，也稱為天文光行差或恆星光行差，是指運動的觀測者觀察到光的方向與同一時間同一地點靜止的觀測者觀察到的方向之間存在偏差的現象。這種偏差是由於地球公轉、自轉等原因，導致地球上觀察天體位置時總是存在的現象。光行差的大小與觀測者的速度和天體方向與觀測者運動方向之間的夾角有關，並且會隨著時間和觀測條件的變化而變化。
光行差現象是由英國天文學家詹姆斯·布拉德雷在1725年至1728年間發現的。他注意到，恆星似乎在一年內圍繞其平均位置走出一個小橢圓。這個現象被用來測量光的速率，即光速。地球的公轉速度約為30公里/秒，而光速為30萬公里/秒，因此可以估算出光行差帶來的角度變化約為幾十角秒。其中，周年光行差是地球繞太陽公轉造成的光行差，其最大值可以達到20.5角秒。天文學中定義周年光行差常數（簡稱光行差常數）為。