在数学和数学物理中，泡利矩阵是一组三个2×2的幺正厄米复矩阵，以物理学家沃尔夫冈·泡利命名的。在量子力学中，它们出现在泡利方程中描述磁场和自旋之间相互作用的一项。所有的泡利矩阵都是厄米矩阵，它们和单位矩阵I（有时候又被称为为第零号泡利矩阵σ0），的线性张成为2×2厄米矩阵的向量空间。