thumb|280px|Funkcja gęstości dwuwymiarowego rozkładu normalnego Wielowymiarowy rozkład normalny – rozkład wielowymiarowej zmiennej losowej, będący uogólnieniem rozkładu normalnego na n wymiarów.
Definicja n-wymiarowa zmienna losowa podlega n-wymiarowemu rozkładowi normalnemu jeśli dowolna kombinacja liniowa jej składowych ma rozkład normalny.
Funkcja gęstości n-wymiarowego rozkładu normalnego wektora losowego o wektorze wartości oczekiwanych i macierzy kowariancji dana jest wzorem:
Oznacza się to w skrócie zapisem
Niezależność zmiennych Dla wielowymiarowego rozkładu normalnego jeśli składowe wektora losowego o wielowymiarowym rozkładzie normalnym są niezależne to są nieskorelowane i odwrotnie, jeśli są nieskorelowane to są niezależne. Wówczas funkcja gęstości wektora losowego jest iloczynem funkcji gęstości każdej ze zmiennych:
Zmienne losowe (nawet nieskorelowane) o rozkładzie normalnym nie muszą razem tworzyć wektora o wielowymiarowym rozkładzie normalnym. Wówczas powyższa zależność nie musi być prawdziwa.