顯著性差異(significant difference)是一箇統計學名詞，用於評價兩組或多組數據之間是否存在有意義的差異。
顯著性差異通常是通過統計檢驗來確定的，例如t檢驗或方差分析(ANOVA)，這些檢驗比較不同組之間的數據，以確定觀察到的差異是否可能僅僅是由於機會（即隨機誤差）造成的。如果檢驗結果顯示差異超過了某種預設的顯著性水平（通常是0.05或0.01），那麼這些數據就被認爲具有顯著性差異。這表明參與比較的數據組可能來自不同的總體，而不是同一總體。這種差異可能是由於實驗處理對實驗對象造成了根本性質的改變，或者是因爲不同的實驗對象（如不同學歷背景的受試者）之間的固有差異。
顯著性差異與差異的幅度大小無關，即使兩個數據集的平均值之間只有微小的差異，只要這個差異在統計學上顯著，即超過了隨機誤差的可能性，則這兩個數據集就被認爲存在顯著性差異。顯著性差異的概念用於科學研究中，幫助研究者瞭解他們觀察到的差異是否足以超越了隨機誤差的範圍，從而表明兩個或多箇數據集之間的真實差異。