gustoća vjerojatnosti (znak w), funkcija koja opisuje kako je vjerojatnost raspodijeljena po vrijednostima neke kontinuirane varijable.
U statističkoj fizici primjenjuje se pri opisu raspodjele brzine čestica u plinovima i pri opisu energije oscilatora, u geofizici pri opisu raspodjele brzine vjetra, u astrofizici pri opisu raspodjele brzina zvijezda u galaktikama i fluktuacija kozmičkoga mikrovalnoga pozadinskog zračenja. U kvantnoj mehanici određuje vjerojatnost nalaženja čestice u djeliću prostora, a izračunava se kao kvadrat apsolutne vrijednosti valne funkcije ψ (x, y, z, t), dakle: w (x, y, z, t) = |ψ (x, y, z, t)|². Ako se gustoća vjerojatnosti integrira po cijelom prostoru, vjerojatnost da se čestica negdje nalazi mora biti jednaka jedan: ∫|ψ (x, y, z, t)|² dV = 1, gdje je dV djelić volumena.
Mjerna jedinica gustoće vjerojatnosti jest broj jedan.