Równania stanu – sposób na reprezentację modelu matematycznego układu dynamicznego (zwłaszcza układu automatycznej regulacji). Znajomość stanu układu daje bardzo wiele, ale jeszcze więcej wiemy o układzie, gdy znamy związki zmiennej stanu z innymi ważnymi zmiennymi. Dlatego w opisie układu (w jego modelu matematycznym) kluczową rolę odgrywa związek rządzący zachowaniem się zmiennej stanu, czyli równania stanu. Opis układu za pomocą równań stanu nazywany jest też czasami opisem w przestrzeni stanów lub modelem zmiennych stanu.
Sformułowanie równań stanu Szeroką klasę układów dynamicznych, których miarą zmiany procesu w czasie jest pochodna wektora stanu, a stan procesu dla zależy tylko od stanu w chwili początkowej oraz od wymuszenia dla można opisać równaniem z warunkiem początkowym Jest to tak zwane równanie stanu.
Zwykle nie wszystkie zmienne stanu są dostępne (bezpośrednio mierzalne), czyli wektor stanu nie jest zarazem wektorem odpowiedzi układu. Do pełnego opisu potrzebne jest jeszcze równanie wiążące z i z wektorem wymuszenia o postaci: Równanie to nazywamy równaniem wyjścia układu.