Une antenne directionnelle ou une antenne à faisceau est une antenne rayonnant ou recevant une plus grande puissance dans des directions spécifiques, permettant ainsi de réduire les interférences venant de sources indésirables et des performances accrues. Les antennes directionnelles offrent des performances améliorées par rapport aux antennes dipolaires et aux antennes omnidirectionnelles en général, lorsqu'on souhaite une plus grande concentration de rayonnement dans une certaine direction.
Une antenne à gain élevé est une antenne directionnelle avec un faisceau radioélectrique focalisé et étroit, permettant un ciblage plus précis des signaux radio. Ces antennes donnent un résultat optimal dans les zones plates et ouvertes où aucune montagne ne perturbe les ondes radio. En revanche, une antenne à faible gain est une antenne omnidirectionnelle avec un large faisceau d'ondes radioélectriques qui permet au signal de se propager raisonnablement bien et ce, même dans les régions montagneuses, donc plus fiable quel que soit le terrain. Les antennes à faible gain sont souvent utilisées dans les engins spatiaux comme complément à l'antenne à gain élevé qui transmet un faisceau beaucoup plus étroit et est ainsi susceptible de perdre le signal.
Toutes les antennes fonctionnelles sont directionnelles à divers degrés. Cependant, en général, on tient seulement compte de la direction dans le plan parallèle à la terre, et les antennes fonctionnelles peuvent ainsi facilement être omnidirectionnelles dans un seul plan. Les types les plus courants sont l'antenne Yagi, l'antenne log-périodique et l'antenne réflecteur d'angle[réf. nécessaire], fréquemment combinées et vendues dans le commerce comme antennes de télévision résidentielles. Les répéteurs cellulaires utilisent souvent des antennes directionnelles externes dans le but de fournir un signal beaucoup plus important que celui obtenu sur un téléphone portable standard. Les récepteurs de télévision par satellite utilisent généralement des antennes paraboliques. Pour les fréquences de longueurs d'onde hautes et moyennes, on utilise des réseaux de tours comme antennes directionnelles dans la plupart des cas.