In matematica, una matrice di Hadamard è una matrice quadrata le cui entrate sono o e le cui righe sono mutuamente ortogonali. Ciò vuol dire che ogni coppia di righe diverse, in una matrice di Hadamard, rappresenta due vettori perpendicolari. Tali matrici sono utilizzate in codici di correzione degli errori, come il codice di Reed–Muller.
Le matrici di Hadamard sono anche usate nella replica a ripetizione bilanciata (Balanced Repeated Replication, in sigla BRR), adoperata dagli statistici per stimare la varianza di un parametro indice.
Queste matrici prendono il nome dal matematico francese Jacques Hadamard (1865-1963). Sono usate per rappresentare le porte di Hadamard in computazione quantistica.