互動作用，也稱為互動效應，是指兩個或多個因素對於某項影響時，這些因素之間是否存在相互作用關係。當一個因素的不同水平之間的效應變化依賴於另一個或幾個因素的水平時，就發生了互動作用。在實驗研究中，尤其是存在兩個或兩個以上自變數時，如果一個自變數的效果在另一個自變數每一水平上表現不一致，這也被認為是互動作用的一個表現。互動作用的存在意味著單純研究某個因素的作用沒有意義，必須分別探討另一個因素不同水平上該因素的作用模式。
在統計學中，互動作用可以分為相加互動和相乘互動。相加互動是指兩個因素的聯合效應與它們單獨效應之和不相等。相乘互動則是指兩個因素的聯合效應與它們單獨效應之乘積不相等。統計軟體可以直接給出互動項的效應值，以及是否有統計學顯著性，即相乘互動是否有意義。
在實驗設計中，互動作用表示當兩種或幾種因素水平同時作用時的效果與單一水平因素作用的效果相比，可能是加強或減弱的作用。計算互動作用可以通過手動計算或使用計算機軟體如SPSS進行。
簡而言之，互動作用是分析兩個或多個因素之間是否存在相互作用關係，這種關係可能導致一個因素在不同水平上的效應依賴於另一個因素的水平。在分析時，需要考慮所有相關因素的水平組合，並評估它們之間的相互作用是否顯著。