Bayesisk inferens er en metode for statistisk inferens hvor Bayes’ teorem brukes for å oppdatere sannsynligheten for en hypotese etterhvert som flere bevis eller informasjon blir tilgjengelig. Bayesisk inferens er en viktig teknikk i statistikk, og spesielt i matematisk statistikk. Bayesisk oppdatering er særlig viktig i dynamisk analyse av en sekvens med data. Bayesisk inferens anvendes i mange aktiviteter, deriblant naturvitenskap, ingeniørvitenskap, filosofi, medisin, sport og rettsvitenskap. I filosofien til beslutningsteori, er bayesisk inferens nært beslektet med subjektiv sannsynlighet («bayesisk sannsynlighet»).