天線方向圖是表示天線輻射或接收電磁波能力的圖形。
它展示了在離天線一定距離處，輻射場的相對場強（歸一化模值）如何隨方向變化，天線方向圖通常表示為通過天線最大輻射方向上的兩個相互垂直的平面方向圖。這些方向圖不僅描述了場強振幅和相位，還表示了極化與空間角度之間的關係，完整的天線方向圖是一個三維空間圖形，通常採用極坐標繪製，以天線相位中心為球心，角度表示方向，矢徑長度表示測量的輻射特性（如場強、增益等）的大小。用輻射場強表示的稱為場強方向圖，用功率密度表示的稱之為功率方向圖，用相位表示的稱為相位方向圖。
天線方向圖有助於理解天線在不同方向上的輻射或接收能力，從而最佳化天線的使用效果。