Obszar krytyczny testu (znany również jako zbiór krytyczny lub obszar odrzucenia) – specyficzny podzbiór przestrzeni próbek w teście statystycznym, dla którego reguła decyzyjna testu nakazuje odrzucenie hipotezy zerowej (H0) na korzyść hipotezy alternatywnej (H1). W praktyce obszar ten definiuje się najczęściej za pomocą statystyki testowej , która sprowadza wielowymiarową próbkę do jednej wartości liczbowej. Przykładowo, obszarem krytycznym może być zbiór takich wartości próby, dla których średnia jest większa od określonego progu .
W statystyce wielkość obszaru krytycznego, a dokładniej całkę gęstości jego prawdopodobieństwa, określamy zazwyczaj parametrem α i nazywamy poziomem istotności. Oznacza on prawdopodobieństwo wylosowania zmiennej losowej z tego przedziału pod warunkiem prawdziwości hipotezy zerowej, np. obszar krytyczny α=0,05 oznacza 5-procentowe prawdopodobieństwo na uzyskanie statystyki z tego przedziału przy założeniu hipotezy zerowej. Wartości brzegowe obszaru krytycznego nazywamy wartościami krytycznymi.