গণিতে, ফুরিয়ার বিশ্লেষণ (ইংরেজি: /ˈfɔːrieɪ/) হলো সাধারণ কোন গণিতিক ফাংশানকে অনেকগুলো ত্রিকোণমিতিক ফাংশানের যোগফল উপস্থাপন করার পদ্ধতি। ফুরিয়ার সিরিজের আলোচনা থেকে ফুরিয়ার বিশ্লেষণ উৎপত্তি লাভ করেছে, এবং জোসেফ ফুরিয়ারের নাম থেকে এরূপ নামকরণ করা হয়েছে, যিনি প্রথম কোন ফাংশানকে অনেকগুলো ত্রিকোণমিতিক ফাংশানের মাধ্যমে উপস্থাপন করে দেখিয়েছিলেন।