在统计学与概率论中,，协方差矩阵是一个矩阵，其每个元素是各个向量元素之间的方差。是从标量随机变量到高维度随机向量的自然推广。假设X是以n个标量随机变量组成的列向量，并且μk是其第k个元素的期看值,即,μk=E(Xk),协方差矩阵然后被定义为：Σ=E{(X-EX)(X-EX)T}=(如图)矩阵中的第(i,j)个元素是Xi与Xj的协方差.这个概念是对于标量随机变量方差的一般化推广。