Zmienne Mandelstama – wielkości fizyczne używane w teoretycznym opisie zderzeń cząstek elementarnych. Niosą informację o względnych pędach cząstek przed i po zderzeniu, są przy tym relatywistycznie niezmiennicze, czyli ich wartości nie zależą od układu odniesienia w którym zderzenie jest obserwowane. Pierwszy raz zostały użyte do opisu zderzeń przez Stanleya Mandelstama w roku 1958 Tekst pracy. Mandelstam w tej pracy stosował zmienne i uzupełniająca zestaw zmienna została wprowadzona później. w pracy poświęconej teorii rozpraszania pionów na nukleonach.
Definicja Przyjmijmy, że zderzają się dwie cząstki o czteropędach i i masach spoczynkowych odpowiednio i Po zderzeniu mamy dwie cząstki o czteropędach i oraz masach i Zmienne Mandelstama zdefiniowane są w tych oznaczeniach następująco:
Relatywistyczna niezmienniczość tych wielkości wynika bezpośrednio z faktu, że są one kwadratami długości czterowektorów.
Zmienna jest równa kwadratowi masy niezmienniczej układu (w układzie jednostek, w którym ). Zmienna jest kwadratem przekazu czteropędu w zderzeniu.
Zmienne Mandelstama nie są niezależne, związek pomiędzy nimi dany jest wzorem:
Uwaga: niektórzy autorzy definiują zmienne i z odwrotnymi znakami.