Diagram (přibližným synonymem je graf) je strukturované grafické znázornění (reprezentace) pojmů, myšlenek, vztahů, číselných, matematických nebo statistických údajů, prostorových nebo anatomických vztahů a podobně, sloužící názornému objasnění nebo jako pomůcka v myšlenkových postupech. Diagram nebo graf a názvy jejich součástí jsou v mnoha případech také abstrahovanými teoretickými pojmy, jejichž teorie je z grafického znázornění odvozena (například teorie grafů, graf funkce, fázový diagram a trojný bod atd.).
Slovo diagram se do češtiny dostalo přes němčinu (Diagramm) z řeckého slova diagramma, které znamená kresbu nebo obrazec a je odvozené ze slovesa diagrafo (= kreslím, přepisuji).Diagramy mohou být založeny na různých principech:
osový diagram: na dvou nebo více osách znázorňuje vztah různých veličin, například graf funkce. Osové grafy využívají ve znázornění body, čáry (liniový graf) i plochy, je z nich odvozen i sloupcový graf.
množinové diagramy, například Vennův diagram
diagramy znázorňující prostorové uspořádání, například chemický vzorec, mapa, anatomické schéma, květní diagram
diagramy znázorňující množstevní poměr, typicky kruhový diagram (například „koláč sledovanosti“)
diagramy popisující změnu ceny v závislosti na čase – svícový diagram
nelineární písma, například notový záznam, Braillovo písmo. Notový záznam nese zároveň rysy osového diagramu (svislá osa = výška tónu, vodorovná osa = čas)
diagramy znázorňující časovou návaznost procesů a jejich diverzifikaci (větvení možností) – vývojový diagram, různé další procesní diagramy z oblasti lidských činností i přírodních a technických procesů, včetně grafických návodů k použití atd.
bilanční diagram – Sankeyův diagram
diagramy odrážející jiné aspekty struktury nebo společných vlastností, například uspořádání periodické soustavy prvků
