Polaryzacja dielektryka (również: polaryzacja dielektryczna) – zjawisko polegające na utworzeniu dipoli elektrycznych lub orientacji już istniejących dipoli w reakcji na przyłożone pole elektryczne. W wyniku polaryzacji w dielektryku powstaje wewnętrzne pole elektryczne, które częściowo równoważy przyłożone zewnętrzne pole.
Skutkiem polaryzacji jest załamanie, odbicie i tłumienie fal elektromagnetycznych w dielektrykach. Makroskopowo objawia się ona tym, że zwiększa pojemność elektryczną kondensatora wypełnionego dielektrykiem. W polu elektrycznym ciała dielektryczne na skutek polaryzacji uzyskują makroskopowy moment dipolowy, co powoduje ich przyciąganie przez ładunki elektryczne i może być opisane jako ładunek indukowany na ich powierzchni.
Polaryzacją bywa też zwany wektor polaryzacji, który opisuje zjawisko polaryzacji.
Historia Starożytni Grecy, wiedzieli, że bursztyn (po gr. elektron) po potarciu przyciąga drobne przedmioty. Było to rezultatem przyciągania pomiędzy dipolami a naładowanym bursztynem. W roku 1837 Michael Faraday zmierzył wpływ różnych dielektryków na pojemność kondensatora.