数学においてリー微分(リーびぶん、英: Lie derivative)は、多様体 M 上のテンソル場全体の成す多元環上に定義される微分(導分とも)の一種である。ソフス・リーにちなんで名づけられた。M 上のリー微分全体の成すベクトル空間は次で定義されるリー括弧積 について無限次元のリー環を成す。リー微分は M 上の流れ(flow; フロー、 な微分同相写像)のとしてベクトル場によって表される。もう少し別な言い方をすれば、リー群論の方法の直接の類似物ではあるが、M 上の微分同相写像全体の成す群は付随するリー環構造(もちろんそれはリー微分全体のなすリー環のことだが)を持つということができる。