數學分析(Mathematical Analysis)發展自微積分(Calculus)，微積分是數學分析中最古老、最基本的學科分支。數學分析一般指以微積分學和無窮級數一般理論為主要內容，并包括它們的理論基礎(實數、函數和極限的基本理論)的一個較為完整的數學學科。盡管數學分析只是數學的一個分支，但其應用范圍非常廣泛，幾乎是所有高等數學的基礎。
數學分析17世紀由牛頓和萊布尼茲分別獨立創立，19世紀經柯西和魏爾斯特拉斯完善奠基成型。從牛頓開始就將微積分學及其有關內容稱為分析。其后，微積分學領域不斷擴大，但許多數學家還是沿用這一名稱。時至今日，許多內容雖已從微積分中分離出去，成了獨立的學科，而人們仍以分析統稱之。數學分析也簡稱為分析。
分支領域
數學分析在當前被分為以下幾個分支領域：
實分析：是對于實值函數的微分和積分進行形式嚴謹(formally rigorous)的研究。這包括對極限、冪級數和測度的研究。
泛函分析：研究函數空間和介紹例如巴拿赫空間以及希爾伯特空間的概念。
調和分析：處理傅里葉級數以及其抽象。
復分析：是對從復平面到復平面的復數可微函數的研究。