光線行列解析（こうせんぎょうれつかいせき、英 : ray transfer matrix analysis）は、レーザー等の光学系の設計に用いられる光線追跡手法の一種である。ABCD行列解析とも呼ばれる。これは、光学系を光線行列により記述し、光線を表すベクトルにこの行列を乗算することで、系内を進む光線を追跡する手法である。加速器物理学においても、粒子加速器中の磁界を進む粒子を追跡するため、同様の解析手法が用いられる。 以下で述べる手法は、近軸近似を用いている。すなわち、すべての光線は光軸に対して小さな角度で進み、また光軸の近くにあることを仮定している。
