卡方分布（Chi-square distribution）是機率論與統計學中常用的一種機率分布。它是指當若幹個相互獨立且服從標準常態分配的隨機變數平方之和時所服從的分布。這些隨機變數的個數，即卡方分布的自由度，決定了分布的形狀。
卡方分布是一種連續型分布，其機率密度函式為f(χ2)，且其密度函式的支撐集為(0，+∞)。隨著自由度的增加，卡方分布的曲線逐漸趨於對稱。當自由度很大時，卡方分布趨近於常態分配。
卡方分布在統計學中有廣泛的套用，如在假設檢驗、置信區間的計算、擬合優度檢驗和獨立性檢驗等方面。例如，皮爾遜卡方檢驗就是一種基於卡方分布的擬合優度檢驗，用於判斷樣本數據是否符合某種理論分布。