疊加原理，也稱為疊加特性，指出對于所有線性系統，由兩個或多個刺激引起的凈響應是每個刺激單獨引起的響應的總和。 因此，如果輸入 A 產生響應 X，輸入 B 產生響應 Y，則輸入 (A + B) 產生響應 (X + Y)。

滿足疊加原理的函數 F ( x ) {displaystyle F(x)} 稱為線性函數。 疊加可以通過兩個更簡單的屬性來定義

這個原理在物理學和工程學中有很多應用，因為許多物理系統都可以建模為線性系統。 例如，可以將梁建模為線性系統，其中輸入激勵是梁上的負載，輸出響應是梁的偏轉。 線性系統的重要性在于它們更容易進行數學分析； 有大量適用的數學技術、頻域線性變換方法（如傅里葉變換和拉普拉斯變換）以及線性算子理論。 因為物理系統通常只是近似線性的，所以疊加原理只是對真實物理行為的近似。

疊加原理適用于任何線性系統，包括代數方程、線性微分方程和這些形式的方程組。 刺激和響應可以是數字、函數、向量、向量場、時變信號或滿足特定公理的任何其他對象。 請注意，當涉及向量或向量場時，疊加被解釋為向量和。 如果疊加成立，那么它也自動適用于應用于這些函數的所有線性運算（由于定義），例如梯度、微分或積分（如果它們存在）。

superposition 一詞源自拉丁語 super，意思是上面，position 意思是地方。

通過編寫一個非常一般的刺激（在線性系統中）作為特定和簡單形式的刺激的疊加，通常響應變得更容易計算。

例如，在傅里葉分析中，刺激被寫成無限多個正弦曲線的疊加。 由于疊加原理，這些正弦波中的每一個都可以單獨分析，并且可以計算其單獨的響應。 （響應本身是一個正弦波，與刺激具有相同的頻率，但幅度和相位通常不同。）根據疊加原理，對原始刺激的響應是所有單個正弦響應的總和（或積分） .

再舉一個常見的例子，在格林的函數分析中，刺激被寫成無窮多個脈沖函數的疊加，而響應則是脈沖響應的疊加。

傅立葉分析對于波特別常見。 例如，在電磁理論中，普通光被描述為平面波（具有固定頻率、偏振和方向的波）的疊加。 只要疊加原理成立（通常但并非總是如此；參見非線性光學），任何光波的行為都可以理解為這些更簡單的平面波行為的疊加。

波通常由某些參數在空間和時間上的變化來描述——例如，水波中的高度、聲波中的壓力或光波中的電磁場。 該參數的值稱為波的振幅，波本身是指定每個點振幅的函數。

在任何有波的系統中，給定時間的波形是源（即產生或影響波的外力，如果有的話）和系統初始條件的函數。 在許多情況下（例如，在經典波動方程中），描述波動的方程是線性的。 當這是真的時，可以應用疊加原理。 這意味著由穿過同一空間的兩個或多個波引起的凈振幅是各個波分別產生的振幅之和。 例如，兩個相互傳播的波將直接穿過對方而另一側沒有任何失真。 （見上圖。）

關于波疊加，理查德費曼寫道：

從來沒有人能夠令人滿意地定義干涉和衍射之間的區別。 這只是一個使用問題，它們之間沒有具體的、重要的物理差異。