เมทริกซ์ทแยงมุมแบบบล็อก (block diagonal matrix) คือเมทริกซ์จัตุรัสที่มีบล็อกของเมทริกซ์ย่อยพาดผ่านเส้นทแยงมุมหลัก ซึ่งบล็อกนั้นก็เป็นเมทริกซ์จัตุรัสเช่นกัน และบล็อกอื่นๆ ที่อยู่นอกแนวเส้นทแยงมุมเป็นเมทริกซ์ศูนย์ทั้งหมด หากเขียนในรูปทั่วไปจะได้ว่า

A = [ A 1 0 ⋯ 0 0 A 2 ⋯ 0 ⋮ ⋮ ⋱ ⋮ 0 0 ⋯ A n ] {\displaystyle A={\begin{bmatrix}A_{1}&0&\cdots &0\\0&A_{2}&\cdots &0\\\vdots &\vdots &\ddots &\vdots \\0&0&\cdots &A_{n}\end{bmatrix}}}

หรืออาจเรียกได้ว่า เมทริกซ์ A คือผลบวกโดยตรง (direct sum) ของเมทริกซ์ A 1 , A 2 , . . . , A n {\displaystyle A_{1},A_{2},...,A_{n}} เขียนแทนได้ด้วย

A = A 1 ⊕ A 2 ⊕ … ⊕ A n {\displaystyle A=A_{1}\oplus A_{2}\oplus \ldots \oplus A_{n}}

หรือเขียนแทนด้วยสัญกรณ์ของเมทริกซ์ทแยงมุม

A = diag ⁡ ( A 1 , A 2 , … , A n ) {\displaystyle A=\operatorname {diag} (A_{1},A_{2},\ldots ,A_{n})}

สำหรับค่าของดีเทอร์มิแนนต์กับรอยเมทริกซ์ของเมทริกซ์ทแยงมุมแบบบล็อก มีคุณสมบัติดังนี้

det A = det A 1 × det A 2 × … × det A n {\displaystyle \det A=\det A_{1}\times \det A_{2}\times \ldots \times \det A_{n}} tr A = tr A 1 + tr A 2 + … + tr A n {\displaystyle \operatorname {tr} \,A=\operatorname {tr} \,A_{1}+\operatorname {tr} \,A_{2}+\ldots +\operatorname {tr} \,A_{n}}