การวิเคราะห์เชิงพื้นที่ (อังกฤษ: spatial analysis) หรือ สถิติศาสตร์เชิงพื้นที่ (อังกฤษ: spatial statistics) รวมเทคนิคอย่างเป็นทางการซึ่งศึกษาสิ่งหนึ่งโดยใช้คุณสมบัติทางทอพอลอจี เรขาคณิตหรือภูมิศาสตร์ การวิเคราะห์เชิงพื้นที่มีเทคนิคหลายอย่าง ซึ่งบางอย่างยังอยู่ในขั้นพัฒนาระยะต้น โดยใช้แนวทางเข้าสู่การวิเคราะห์ต่าง ๆ และใช้ในสาขาต่าง ๆ เช่น ดาราศาสตร์ โดยมีการศึกษาการจัดวางดาราจักรในจักรวาล ในความหมายจำกัด การววิเคราะห์เชิงพื้นที่เป็นเทคนิคที่ใช้กับโครงสร้างในขนาดมนุษย์ ซึ่งพบมากที่สุดในการวิเคราะห์ข้อมูลทางภูมิศาสตร์