标准差（Standard Deviation），数学术语，是离均差平方的算术平均数（即：方差）的算术平方根，用σ表示，其值始终为非负数。标准差也被称为标准偏差，或者实验标准差，在概率统计中最常使用作为统计分布程度上的测量依据。19世纪末，由英国统计学家卡尔·皮尔逊（Karl Pearson）为解决方差单位问题首先提出。
标准差的计算步骤为：先计算每个数值与平均数的差，然后求其平方值，再把所有平方值相加后除以总数，最后再对结果进行平方根运算。一般而言，如果是对整个总体进行计算，则标准差记为σ；如果是对样本进行计算，则标准差记为S，其中样本标准差的分母使用n-1（自由度）。标准差用于描述数据的离散程度，在金融领域可衡量资产收益波动性和投资风险，在质量管理中用于构建均值-标准差控制图监测过程稳定性，在医学中用于身高标准差积分（Ht SDS）评估生长异常。
标准差的正态分布特性表现为：对于一个服从正态分布的随机变量，其取值约68%落在均值±1个标准差范围内，约95%落在±2个标准差范围内。
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