Przestrzeń fazowa - to przestrzeń, w której może znajdować się badany układ, w przestrzeni tej znajdują się wszystkie możliwe stany dla danego układu. Zjawisko to występuje zarówno w matematyce jak i fizyce.

Przestrzeń fazowa jest w większości przypadków jest wielowymiarowa, w przestrzeni tej występuje tak zwane "stopnie swobody", które są reprezentowane jako osobny jej wymiar.

Przykładem kiedy możemy mówić o przestrzeni fazowej jest poruszająca się cząstka w tym samym kierunku. W tym wypadku może istnieć dość mało wymiarów, np. dwa - położenie i prędkość.