Un automa a stati finiti (ASF o FSA, dall'inglese finite state automaton, al plurale: f. s. automata) o macchina a stati finiti (FSM, dall'inglese finite state machine) è un modello matematico di calcolo: è un tipo di automa che permette di descrivere con precisione e in maniera formale il comportamento di molti sistemi. Grazie alla sua semplicità e chiarezza questo modello è molto diffuso nell'ingegneria e nelle scienze, soprattutto nel campo dell'informatica e della ricerca operativa.
Un automa a stati finiti può essere utilizzato sia per modellare un sistema esistente che per modellare un nuovo sistema formale in grado di risolvere alcuni problemi esistenti. A quest'ultima categoria appartengono i cosiddetti riconoscitori di linguaggi e i traduttori. L'usuale rappresentazione grafica di un automa a stati finiti è il grafo orientato.