数学におけるヘッセ行列（ヘッセ-ぎょうれつ、英: Hessian matrix）は、多変数スカラー値関数の二階偏導関数全体が作る正方行列である。実数値関数の極値判定に用いられる。ヘッセ行列は、ジェームス・ジョセフ・シルベスターが、ドイツの数学者ルートヴィヒ・オットー・ヘッセに由来して名づけた。 実数値関数 f(x1, x2, ..., xn) に全ての二階偏微分が存在するとき、変数 xi に関する偏微分作用素を ∇i = ∂/∂xi とおくと、f のヘッセ行列 H(f) は、(i, j)-成分 H(f)ij が各点 x = (x1, x2, ..., xn) において H ( f ) i j ( x ) = ∇ i ∇ j f ( x ) = ∂ 2 ∂ x i ∂ x j f ( x ) {\displaystyle H(f)_{ij}(\mathbf {x} )=\nabla _{i}\nabla _{j}f(\mathbf {x} )={\frac {\partial ^{2}}{\partial x_{i}\partial x_{j}}}f(\mathbf {x} )} で与えられる行列、つまり H ( f ) = ∇ ⊗ ∇ f = [ ∂ 2 f ∂ x 1 2 ∂ 2 f ∂ x 1 ∂ x 2 ⋯ ∂ 2 f ∂ x 1 ∂ x n ∂ 2 f ∂ x 2 ∂ x 1 ∂ 2 f ∂ x 2 2 ⋯ ∂ 2 f ∂ x 2 ∂ x n ⋮ ⋮ ⋱ ⋮ ∂ 2 f ∂ x n ∂ x 1 ∂ 2 f ∂ x n ∂ x 2 ⋯ ∂ 2 f ∂ x n 2 ] {\displaystyle H(f)=\nabla \otimes \nabla f={\begin{bmatrix}{\cfrac {\partial ^{2}f}{\partial x_{1}^{2}}}&{\cfrac {\partial ^{2}f}{\partial x_{1}\partial x_{2}}}&\cdots &{\cfrac {\partial ^{2}f}{\partial x_{1}\partial x_{n}}}\\[16pt]{\cfrac {\partial ^{2}f}{\partial x_{2}\partial x_{1}}}&{\cfrac {\partial ^{2}f}{\partial x_{2}^{2}}}&\cdots &{\cfrac {\partial ^{2}f}{\partial x_{2}\partial x_{n}}}\\[16pt]\vdots &\vdots &\ddots &\vdots \\[16pt]{\cfrac {\partial ^{2}f}{\partial x_{n}\partial x_{1}}}&{\cfrac {\partial ^{2}f}{\partial x_{n}\partial x_{2}}}&\cdots &{\cfrac {\partial ^{2}f}{\partial x_{n}^{2}}}\end{bmatrix}}}
定義