Stokastisk analyse er en del av sannsynlighetsteorien hvis hensikt er å formulere en teori for integrasjon av stokastiske prosesser som integrander med tanke på en stokastisk prosess. Fra dette kan man formulere stokastiske differensialligninger analogt med ordinære differensialligninger, men med den forskjellen at "støy" er til stede. Den vanligste støykilden i stokastiske differensialligninger er den Brownske bevegelsen, men andre er også tillatt som generelle Levy-prosesser.

Stokastisk analyse finner sine fremste anvendelser innen matematisk finans, men også i andre fagområder hvor støy er til stede som kommunikasjonsteori og fysikk.