Filtracja logiczna () – odmiana filtracji wykorzystywana przy cyfrowym przetwarzaniu obrazu, zazwyczaj przeprowadzana na obrazach binarnych, przyjmujących tylko jeden z dwóch możliwych stanów logicznych: prawda (1), fałsz (0). Możliwe jest również zastosowanie filtracji logicznej do innych rodzajów obrazów (np. kolorowych lub w odcieniach szarości). Należy wtedy stosować logikę wielowartościową (rozmytą) polegającą na podaniu przedziałów, kiedy wartość funkcji spełnia warunek i przyjmuje wartość 1 lub nie spełnia warunku i przyjmuje wartość 0. Filtracja logiczna polega na sprawdzaniu wartości wyrażenia logicznego opisującego związki zachodzące pomiędzy pikselami z dowolnie wybranego sąsiedztwa analizowanego piksela. Najczęściej stosowana jest filtracja, w której jako otoczenie wybierane są cztery punkty (, , , ) sąsiadujące z punktem centralnym , który jest przetwarzany.
Na poszczególnym punkcie można wykonać następujące operacje logiczne: NOT – zaprzeczenie, AND – iloczyn logiczny, OR – suma logiczna, SUB – różnica logiczna, XOR – suma rozłączna, NXOR – równoważność logiczna.