経路積分（けいろせきぶん）は、リチャード・P・ファインマン が考案した量子力学の理論手法。ファインマンの経路積分とも呼ばれる。
古典力学（古典系）では、ある質点の運動の様子（運動の経路）は初期状態を決めてしまえば後は運動方程式を解くことによって一意的に定まる。一方、量子系では量子的な不確定さ（量子ゆらぎ）が存在するため、古典系のような一意的な経路の決定はできない。
量子系で素粒子などの運動の様子を求める方法はいくつか存在するが、その一つとして経路積分による方法がある。
経路積分の発想では、始点と終点を結ぶ経路は無数にかつ大域的に分布している。それら無数の経路の合成（計算的な意味での合成）が求める結果となる。計算結果は通常の量子力学と一致する。
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シュレーディンガーによる波動力学やハイゼンベルクの行列力学では、運動方程式（例えばシュレーディンガー方程式）によって問題を解くが、経路積分では運動の経路に着目して、経路全体に対する大域的な視点で量子力学上の問題を扱う。ファインマンは、ポール・ディラックの論文にあった「時刻 t と t+Δt（Δt は微小とする）の二状態間の遷移の振幅が、当該する系のラグランジアンの指数関数に対応する」という記述に着想を得て、この手法を考え出した。ファインマン自身は、この手法を使って液体ヘリウムの極低温でのロトンの励起の問題などを理論的に扱った。