fazni prostor, zamišljeni prostor kojemu su dimenzije koordinate vektora položaja i koordinate vektora količina gibanja svih čestica koje se nalaze u sustavu. Za jednu česticu fazni je prostor šesterodimenzionalan, a broj je dimenzija u sustavu od N čestica toga prostora 6N.
U faznom prostoru svaki je stupanj slobode dimenzija višedimenzionalog prostora, a za svako moguće stanje sustava, tj. za svaku dopuštenu kombinaciju vrijednosti varijabla sustava postoji točka u tom višedimenzionalnom prostoru.
Potkraj XIX. stoljeća koncept faznog prostora i njegovu primjenu razvili su Ludwig Boltzmann, Jules Henri Poincaré i Josiah Willard Gibbs.