Aikasarja-analyysi on tilastotieteen osa-alue.
Aikasarja on tilastollista dataa, jossa havainnot ovat tyypillisesti mitattuna perättäisinä ajankohtina. Aikasarjoista voidaan tehdä päätelmiä aineiston taustalla vaikuttavista ilmiöistä, tai laatia ennusteita tulevista tapahtumista.[1] Tyypillisesti aikasarja-analyysiä sovelletaan esimerkiksi taloustieteessä.
Aikasarja voidaan hajottaa kahteen pääkomponenttiin: deterministiseen osaan ja satunnaisvaihteluun. Deterministinen osa voi koostua edelleen erilaisista komponenteista, kuten trendistä (usein lineaarinen tai eksponentiaalinen perusmuutos), kausivaihtelusta (vuoden sisäinen säännöllinen vaihtelu) ja suhdannevaihtelusta (vuosien välinen vaihtelusykli). Edellä mainittu pätee erityisesti taloudelliseen analyysiin, mutta myös luonnonilmiöille on usein tyypillistä ainakin vuoden sisäinen säännöllinen vaihtelu.[1]