Mạng Bayes (tiếng Anh: Bayesian network hoặc Bayesian belief network hoặc belief network) là một mô hình xác suất dạng đồ thị.Mạng Bayes là cách biểu diễn đồ thị của sự phụ thuộc thống kê trên một tập hợp các biến ngẫu nhiên, trong đó các nút đại diện cho các biến, còn các cạnh đại diện cho các phụ thuộc có điều kiện. Phân phối xác suất đồng thời (joint probability distribution) của các biến được xác định bởi cấu trúc đồ thị của mạng. Mô tả đồ thị của mạng Bayes dẫn tới các mô hình dễ giải thích, và tới các thuật toán toán học và suy luận hiệu quả.Trong trường hợp tổng quát hơn, các nút có thể đại diện cho các loại biến khác, một tham số đo được, một biến ẩn (latent variable) hay một giả thuyết, chứ không nhất thiết phải đại diện cho các biến ngẫu nhiên.