Płaszczyzna fazowa – sposób wizualizacji charakterystyki rozwiązań pewnej klasy równań różniczkowych – jednorodnych równań różniczkowych pierwszego rzędu w dwóch wymiarach.
Równanie jednorodne w dwóch wymiarach można zapisać jako układ równań:
z zadanym warunkiem początkowym:
Rozwiązując ten układ otrzymuje się dwie funkcje:
spełniające warunek początkowy. Można narysować wykresy funkcji i osobno, można jednak także wyrugować parametr i uzyskać wykres funkcji (trajektorię układu) w układzie współrzędnych czyli w płaszczyźnie fazowej.
Dla równania jednorodnego wektor stały jest rozwiązaniem. Oznacza to, że początek układu współrzędnych w płaszczyźnie fazowej jest zawsze punktem równowagi. W każdym innym punkcie płaszczyzny fazowej można narysować wektor o współrzędnych – jest on styczny do trajektorii układu przez ten punkt przechodzącej.