รูปหลายเหลี่ยมทางเดียว (อังกฤษ: monotone polygon) คือรูปหลายเหลี่ยม P บนระนาบ ซึ่งเมื่อกำหนดเส้นตรง L ขึ้นมาเส้นหนึ่ง เส้นตรงทุกเส้นที่ตั้งฉากกับ L จะลากตัดผ่านเส้นขอบของรูปหลายเหลี่ยม P อย่างมากที่สุดเพียงสองครั้ง [1] สำหรับจุดประสงค์ในทางปฏิบัติหลายอย่าง นิยามนี้อาจขยายออกไป ให้สามารถยอมรับกรณีที่เส้นขอบของ P บางเส้นตั้งฉากกับ L