대각행렬은 선형대수학에서 주대각선상에 있지 않은 원소의 값이 모두 0인 정사각행렬을 말한다. 대각 원소는 0이어도 되고 0이 아니어도 된다. 따라서 행렬 가 대각행렬이라면 다음 조건을 만족한다:
대각행렬은 계산하기 편하기 때문에 다른 행렬을 대각행렬로 바꾸는 방법이 많이 연구되어 있다.