Segmentacja obrazu () – proces podziału obrazu na części określane jako obszary (regiony), które są jednorodne (homogeniczne) pod względem pewnych wybranych własności. Obszarami są zbiory pikseli (punktów). Własnościami, które są często wybierane jako kryteria jednorodności obszarów, są: poziom szarości, barwa, tekstura.
Cel i znaczenie segmentacji obrazów Otrzymany w wyniku segmentacji obraz jest uproszczony w stosunku do obrazu poddanego segmentacji — obraz taki nie zawiera wielu szczegółowych informacji występujących w oryginalnym obrazie. Podobna sytuacja zachodzi także w przypadku wykrywania krawędzi w obrazie.
Przykład Dla obrazów achromatycznych obraz po segmentacji nie zawiera informacji o poziomie szarości poszczególnych pikseli należących do obszarów, ta szczegółowa informacja jest zwykle zastępowana informacją o średnim poziomie szarości pikseli należących do danego obszaru.