几何变换（geometric transformation）是指从具有几何结构之集合至其自身或其他此类集合的一种对射。具体来说，「几何变换是一个函数，其定义域与值域为点集合。几何变换最常见的定义域与值域为同时为R，或同时为R。其他的几何变换则要求须为一对一函数，使之有反函数。」可透过研究这些变换的方法来研究几何。

几何变换可以其操作集合的维度来分类（因此可分类出平面变换与空间变换等）。几何变换亦可依据其保留其性质来分类：

以上每种变换均包含前一种变换。

原图案

等距同构

相似

仿射变换

投影变换

反演

共形变换

保积变换

A geometric transformation is any bijection of a set having some geometric structure to itself or another such set. Specifically, "A geometric transformation is a function whose domain and range are sets of points. Most often the domain and range of a geometric transformation are both R or both R. Often geometric transformations are required to be 1-1 functions, so that they have inverses." The study of geometry may be approached via the study of these transformations.