重整化（Renormalization）是量子場論、場的統計力學和自相似幾何結構中解決計算過程中出現無窮大的一系列方法。在物理學中，重整化用於克服量子場論圈圖中的發散困難，使理論計算得以順利進行。這一方法的成功套用首先體現在量子電動力學問題中。
在量子電動力學中，為了得到更精確的理論結果，進行微擾展開高階圈圖近似計算時，由於包含自由動量的圈積分，結果不可避免地出現無窮大，這導致理論計算無法與實驗相對比，稱為發散困難。經過多年研究，認識到這些無窮大結果的物理效應表現在電子的質量和電荷上。電子的質量來源於電子固有的力學質量和電子自能貢獻的電磁質量；電子的電荷來源於電子固有的電荷和由於真空極化作用所產生的附加電荷。電子自能貢獻的電磁質量及真空極化作用產生的附加電荷均為無窮大。重整化方法就是用實驗測得的電子質量和電子電荷代替電子的無窮大質量和電荷，高次近似計算中的無窮大便被吸收到電子質量項和電荷項之中，而成為有限的，從而可以與實驗結果相比較。
重整化可以分為兩種基本類型：相加性重整化和相乘性重整化。相加性重整化並不是任何理論都可以重整化的，而相乘性重整化則是量子場論中一套處理髮散的方法。在量子場論的微擾處理中，即使是可以處理的問題，當考慮到帶圈的圖形，也就是要對內動量進行積分的時候，往往會得到無窮大的結果。於是，人們普遍採取一種迴避無窮大的態度，採用減除的方法，將無窮大從理論中減除掉。這個減除的過程就稱為重整化過程。