線型代数学という数学の分野において、行列の分解（ぎょうれつのぶんかい、英: matrix decomposition, matrix factorization）とは、行列の行列の積への因数分解である．多くの異なった行列の分解があり、それぞれがある問題のために利用される。リー群の分解はこれらのより本質的な視点を与える。
