Als Varianzanalyse (analysis of variance) bezeichnet man eine Gruppe datenanalytischer und strukturprüfender statistischer Verfahren, die zahlreiche unterschiedliche Anwendungen zulassen. Gemeinsam ist diesen, dass sie Varianzen und Prüfgrößen berechnen, um Aufschlüsse über die hinter den Daten steckenden Gesetzmäßigkeiten zu erlangen. Die Varianz einer oder mehrerer Zielvariablen wird dabei durch den Einfluss einer oder mehrerer Einflussvariablen (Faktoren) erklärt.
Die einfachste Form der Varianzanalyse testet den Einfluss einer einzelnen nominalskalierten auf eine intervallskalierte Variable, indem sie die Mittelwerte der abhängigen Variable innerhalb der durch die Kategorien der unabhängigen Variable definierten Gruppen vergleicht.
Die Varianzanalyse in ihrer einfachsten Form ist eine Alternative zum t-Test (einfacher Mittelwertsvergleich), wobei diese für Vergleiche zwischen mehr als zwei Gruppen geeignet ist.