Analiza kryminalna – poszukiwanie relacji pomiędzy informacjami dotyczącymi zdarzeń o charakterze przestępczym, osób związanych z nimi oraz danymi pochodzącymi z innych źródeł i wykorzystanie ich przez organy ścigania i sądy. Analiza kryminalna stosowana jest w szczególności w sprawach wielowątkowych, rozległych terytorialnie, obejmujących swoim zakresem znaczną liczbę zdarzeń lub podmiotów (np. dotyczących dużych grup przestępczych) charakteryzujących się rozległą strukturą powiązań przestępczych, w których zawodzą tradycyjne metody śledzenia i kojarzenia faktów. Zastosowanie analizy kryminalnej pozwala na ustalenie lub przewidywanie powiązań pomiędzy zgromadzonymi faktami, co pozwala na budowanie, weryfikowanie i eliminację wersji śledczych.
Analiza kryminalna dzieli się na analizę operacyjną, analizę procesową oraz analizę strategiczną i stanowi centralny element szerszej całości określanej mianem wywiadu kryminalnego.