Matematisk analyse (eller berre analyse) er eit av hovudområda i matematikken og omfattar i den vidaste forstanden heile den matematiske utviklinga som har utgangspunktet i oppdaginga til Isaac Newton og Gottfried Wilhelm Leibniz av differensial- og integralrekninga mot slutten av 1600-talet. Sidan den gong har det voks fram fleire meir eller mindre fråskilde felt innanfor matematisk analyse. Desse omfattar mellom andre uendelege rekkjer, variasjonsrekning, differensiallikningar, Fourieranalyse, kompleks analyse, vektor- og tensoranalyse, mål- og integrasjonsteori og funksjonalanalyse.