λ演算（英語：lambda calculus，λ-calculus）是一種用於研究函式如何抽象化定義、函式如何被套用以及遞歸的形式系統，它從數學邏輯中發展而來，以變數綁定和替換的規則為核心。λ演算由數學家阿隆佐·邱奇在20世紀30年代首次發表，是一種廣泛用途的計算模型，可以清晰地定義什麼是一個可計算函式，而任何可計算函式都能以這種形式表達和求值。
λ演算強調的是變換規則的運用，而非實現它們的具體機器，它可以模擬單一磁帶圖靈機的計算過程，因此與圖靈機等價。λ演算包括了建構lambda項，和對lambda項運行歸約的操作，其核心概念是「expression」表達式，包括變數、函式定義和套用等。
例如，identity函式的定義為：λx.x，函式可以套用於表達式，比如(λx.x)y，其求值過程是將實際參數在函式體中進行替換。
λ演算對函式式程式語言造成了很大影響，例如Lisp、ML語言和Haskell語言。在λ演算中，每個表達式都代表一個函式，這個函式有一個參數，並且會返回一個值，無論是參數和返回值，也都是一個單參的函式。可以這麼說，λ演算中只有一個"類型"，那就是這種單參函式。