Lĩnh vực thị giác máy tính (tiếng Anh: computer vision) là một ngành nghiên cứu bao gồm các phương pháp thu thập, xử lý ảnh số, phân tích và nhận diện các hình ảnh và dữ liệu đa chiều từ thế giới thực để tạo ra thông tin số hoặc biểu tượng, ví dụ trong các ứng dụng quyết định. Việc phát triển lĩnh vực này xuất phát từ nhu cầu sao chép khả năng thị giác của con người thông qua việc nhận diện và hiểu biết về các hình ảnh điện tử. Nhận diện hình ảnh có thể được xem là giải quyết vấn đề biểu tượng hóa thông tin từ dữ liệu hình ảnh thông qua việc áp dụng các mô hình được xây dựng với sự hỗ trợ từ các lĩnh vực lý thuyết học, thống kê, vật lý và hình học. Thị giác máy tính cũng được mô tả là sự kết hợp của nhiều quy trình tự động và tích hợp cùng với các biểu hiện của nhận thức thị giác.
Lĩnh vực thị giác máy tính là một lĩnh vực khoa học liên quan đến lý thuyết sau các hệ thống trí tuệ nhân tạo có khả năng trích xuất thông tin từ các hình ảnh. Dữ liệu hình ảnh có thể bao gồm các loại như chuỗi video, cảnh quan từ nhiều camera khác nhau hoặc dữ liệu đa chiều từ các thiết bị quét y học. Thị giác máy tính cũng là một lĩnh vực kỹ thuật, trong đó tập trung vào việc áp dụng các mô hình và lý thuyết để xây dựng các hệ thống thị giác máy tính.
Các lĩnh vực con của thị giác máy tính bao gồm tái cấu trúc cảnh, phát hiện sự kiện, theo dõi video, nhận diện cấu trúc đối tượng, học tập, chỉ số hóa, đánh giá chuyển động và khôi phục ảnh.
Các lĩnh vực liên quan
Trí tuệ nhân tạo bao gồm các lĩnh vực như tự động hóa kế hoạch và suy luận cho robot trong việc khám phá môi trường. Để thành công, robot cần hiểu rõ chi tiết môi trường bằng các cảm biến thị giác máy tính.
Trí tuệ nhân tạo và thị giác máy tính chia sẻ các đề tài như nhận dạng mẫu và các kỹ thuật học máy. Thị giác máy tính là một phần quan trọng của lĩnh vực này và khoa học máy tính nói chung.
Thị giác máy tính đôi khi được coi là sự đảo ngược của đồ họa máy tính. Điều này xuất phát từ việc sản sinh mô hình 3D từ dữ liệu hình ảnh thay vì ngược lại. Sự kết hợp giữa hai lĩnh vực này đã mở ra nhiều tiềm năng mới, như trong tăng cường thực tế.