信頼区間（confidence interval）とは、全数調査ができないなどにより調査結果の精度を知るために、母集団の平均（母平均）を統計的に推定する際などに設けられる幅、区間のこと。信頼係数（信頼度）のもとで母集団がその範囲に含まれると推定される区間である。英語の「confidence interval」から省略した「CI」で表すこともある。

また、このようにして信頼区間を統計的に推定することを「区間推定」という。

例えば、「95％信頼区間（95%CI）」とは、100回の標本調査を行えば95回はこの範囲に母平均があることを意味する。95％信頼区間よりも99％信頼区間の方が信頼区間の幅は大きい。

• 95％信頼区間（95%CI）：100回の標本調査を行えば95回はこの範囲に母平均がある
• 99％信頼区間（99%CI）：100回の標本調査を行えば99回はこの範囲に母平均がある

一般的に、標本の大きさ（サンプルサイズ）のnが大きいほど、信頼区間の幅は狭くなる。