通量平衡分析（Flux Balance Analysis，FBA）是一種用於研究細胞代謝網路的數學建模方法。它基於約束，通過數學方式表示代謝反應，核心特徵是以數值矩陣的形式列出每個反應的化學計量係數，這些化學計量對代謝物通過網路的流動施加了限制。
在FBA中，代謝網路被重構為一系列化學計量平衡的生化反應，通過形成矩陣（標記為S）將該重構轉換為數學模型，其中每一行代表一種代謝物，每一列代表一種反應。在穩定狀態下，每個反應的通量由方程Sv=0給出。因為在大型模型中，反應比代謝物多，所以這個方程有不止一個可能的解。
FBA的目標是定義與正在研究的問題相關的生物學目標，例如在預測生長的情況下，目標是生物量產量。數學上，目標是用「目標函式」來表示的，它表明每個反應對表現型的貢獻程度。
總的來說，代謝反應和表型的數學表示定義了一個線性方程系統，在通量平衡分析中，這些方程用線性規劃求解。存在許多計算線性規劃算法，它們可以非常快速地識別大型方程組的最優解。
與傳統的建模方法相比，通量平衡分析在構建模型時所需的輸入數據較少。使用FBA執行的模擬可以在現代個人計算機上在幾秒鐘內計算出大型模型的穩態代謝通量。FBA在生物過程工程中系統性的識別對發酵過程中微生物代謝網路的修飾提供幫助，從而改進工業上重要的化學品的生產效率，也被用來鑑定發現腫瘤和治療感染性疾病的藥物、病原體宿主相互作用等。