Diagonaalne maatriks on ruutmaatriks, milles võivad nullist (või nullelemendist) erineda vaid peadiagonaalil paiknevad elemendid.[1]
n-järku diagonaalset maatriksit tähistatakse diag(a1,...,an), kus a1,...,an tähistavad peadiagonaali elemente. Näiteks
Diagonaalne maatriks on sümmeetriline maatriks.
Kõik ühikmaatriksid In, ruut-nullmaatriksid ja 1-järku ruutmaatriksid on diagonaalsed.
Diagonaalset maatriksit, mille kõik peadiagonaali elemendid on võrdsed, nimetatakse skalaarmaatriksiks. Iga skalaarmaatriks on esitav kujul λIn, ning selle maatriksiga korrutamine on identne skalaari λ-ga korrutamisega.