ในทางสถิติความสัมพันธ์เชิงลบหรือความสัมพันธ์ผกผันระหว่างตัวแปรสองตัว หมายความว่าค่าสูงของตัวแปรหนึ่งมักจะสัมพันธ์กับค่าต่ำของอีกตัวแปรหนึ่ง ความสัมพันธ์เชิงลบระหว่างตัวแปรสองตัวมักหมายความว่าค่าสหสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรทั้งสองเป็นลบ หรือในบางบริบทอาจกล่าวได้ว่า ความชันในกราฟที่เกี่ยวข้องเป็นลบ ค่าสหสัมพันธ์เชิงลบระหว่างตัวแปรเรียกอีกอย่างว่าสห สัมพันธ์ผกผัน

ความสัมพันธ์เชิงลบสามารถมองเห็นได้ทางเรขาคณิตเมื่อเวกเตอร์สุ่ม มาตรฐานสองตัว ถูกมองว่าเป็นจุดบนทรงกลม และความสัมพันธ์ระหว่างเวกเตอร์ทั้งสองคือค่าโคไซน์ของส่วนโค้งวงกลมที่คั่นระหว่างจุดบนวงกลมใหญ่ของทรงกลม^{[ 1 ]}เมื่อส่วนโค้งนี้มากกว่าหนึ่งในสี่ของวงกลม (θ > π/2) ค่าโคไซน์จะเป็นลบ จุด ที่อยู่ตรงข้ามกันจะมีความสัมพันธ์เท่ากับ –1 = cos(π) ซึ่งเรียกว่าความสัมพันธ์เชิงลบจุดสองจุดใดๆที่ไม่ได้อยู่ในซีกโลกเดียวกันจะมีความสัมพันธ์เชิงลบ

ตัวอย่างเช่น ความสัมพันธ์ เชิงลบ แบบตัดขวาง ระหว่างการเจ็บป่วยและการฉีดวัคซีน หากพบว่าในพื้นที่ใดที่อัตราการเกิดโรคหนึ่งสูงกว่าค่าเฉลี่ย อัตราการเกิดโรคอีกโรคหนึ่งมักจะต่ำกว่าค่าเฉลี่ย ในทำนองเดียวกัน จะมี ความสัมพันธ์ เชิงลบแบบตามเวลาระหว่างการเจ็บป่วยและการฉีดวัคซีน หากพบว่าในสถานที่หนึ่ง ช่วงเวลาที่มีอัตราการเกิดโรคหนึ่งสูงกว่าค่าเฉลี่ย มักจะตรงกับช่วงเวลาที่มีอัตราการเกิดโรคอีกโรคหนึ่งต่ำกว่าค่าเฉลี่ย

ความสัมพันธ์ผกผันเฉพาะอย่างหนึ่งเรียกว่าสัดส่วนผกผันและกำหนดโดย โดยที่k > 0 เป็นค่าคงที่ในระนาบคาร์ทีเซียนความสัมพันธ์นี้แสดงเป็นไฮเปอร์โบลาโดยที่yลดลงเมื่อxเพิ่มขึ้น^{[ 2 ]}${\displaystyle y=k/x}$

ในด้านการเงินความสัมพันธ์ผกผันระหว่างผลตอบแทนของสินทรัพย์สองชนิดที่แตกต่างกัน จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการลด ความเสี่ยง จาก การกระจายการลงทุนโดยการถือครองสินทรัพย์ทั้งสองชนิดไว้ในพอร์ตการลงทุนเดียวกัน

• ผลตอบแทนที่ลดลง

• ไมเคิล พาล์มเมอร์ทดสอบความสัมพันธ์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอคลาโฮมา สติลวอเตอร์