Một mô hình xác suất đồ thị là một mô hình xác suất sử dụng đồ thị để biểu diễn phụ thuộc có điều kiện giữa các biến ngẫu nhiên một cách trực quan. Mô hình đồ thị được dùng phổ biến trong nhiều ngành như xác suất (đặc biệt là xác suất bayesian) và học máy.