連鎖不平衡（linkage disequilibrium，LD）指的是在某一群體中，分屬兩個或兩個以上基因座的等位基因同時出現在一條染色體上的機率高於隨機出現的頻率的現象。
只要兩個基因不是完全獨立地遺傳，就會表現出某種程度的連鎖不平衡。這種不平衡可以是同一條染色體上的不同區域，也可以是不同染色體上的。例如，如果兩個相鄰的基因A和B，各自的等位基因為a和b，假設A和B相互獨立遺傳，那麼後代群體中觀察得到的單倍體基因型AB的機率為P(A)乘以P(B)。如果實際觀察到的群體中單倍體基因型AB同時出現的機率與這個預期值不同，即P(AB)不等於P(A)乘以P(B)，則表明存在連鎖不平衡。
連鎖不平衡的程度可以通過D值、D'值和r²來衡量。D值表示觀察到的單倍型頻率與平衡狀態下期望頻率的偏差，D'=D/Dmax表示標準化的不平衡係數，r²=D²/(P(A)P(a)P(B)P(b))表示兩個位點之間的連鎖不平衡程度。這些指標幫助研究者評估連鎖不平衡的程度，從而更好地理解遺傳變異和疾病之間的關係。
連鎖不平衡在遺傳學研究中非常重要，它不僅有助於理解遺傳疾病的複雜性，還能揭示物種進化的機制。例如，在複雜疾病的精細定位、研究人類歷史和遷移、以及群體遺傳學研究中都有廣泛套用。