洛倫茲變換是狹義相對論中兩個作相對勻速運動的慣性參考系之間的坐標變換。它描述了在不同慣性參考系之間對物理量進行測量時所進行的轉換關係，在數學上表現為一套方程組。洛倫茲變換的創立者是荷蘭物理學家亨德里克·洛倫茲，他最初提出這一變換是為了調和19世紀建立起來的經典電動力學與牛頓力學之間的矛盾。
洛倫茲變換反映了空間和時間的密切聯繫，是狹義相對論中最基本的關係之一。它使得不同慣性系中的物理定律在數學形式上保持不變，這體現了相對論的基本原理之一，即物理定律在不同慣性參考系中應該是協變的。
洛倫茲變換的提出與麥克斯韋方程組和電磁波的波動方程有關。麥克斯韋方程組預言了電磁波的存在，並且指出真空中的光速是一個常數。在經典力學的伽利略變換下，這個結論似乎只在某個特定的慣性參考系中成立，即所謂的以太參考系。然而，1887年的邁克耳孫-莫雷實驗未能檢測到地球相對於以太參考系的運動速度。洛倫茲提出的洛倫茲變換用於解釋這一實驗結果，他假設觀察者相對於以太以一定速度運動時，長度在運動方向上會發生收縮，從而抵消了不同方向上由於光速差異帶來的影響。
愛因斯坦在提出狹義相對論時，採用了洛倫茲變換，並進一步發展了光速不變原理和相對性原理。這些原理與伽利略變換不相容，因為它們強調了不存在一個特殊的慣性參考系（以太參考系），並且光速在任何慣性參考系中都是不變的。