ในสถิติมีความสัมพันธ์เชิงลบหรือความสัมพันธ์แบบผกผันระหว่างสองตัวแปร หากค่าที่สูงกว่าของตัวแปรหนึ่งมีแนวโน้มที่จะสัมพันธ์กับค่าที่ต่ำกว่าของอีกตัวแปรหนึ่ง ความสัมพันธ์เชิงลบระหว่างตัวแปรสองตัวมักจะบอกเป็นนัยว่าสหสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรทั้งสองนั้นเป็นค่าลบ หรือ — สิ่งที่เทียบเท่ากันในบางบริบท — ความชันในกราฟที่สอดคล้องกันนั้นเป็นค่าลบ สัมพันธ์เชิงลบระหว่างตัวแปรจะเรียกว่าanticorrelationหรือความสัมพันธ์ผกผัน
เมื่อ 3π /2 > θ > π /2 แล้ว cos(θ) < 0
ความสัมพันธ์เชิงลบสามารถเห็นได้ในเชิงเรขาคณิตเมื่อเวกเตอร์สุ่มที่ทำให้เป็นมาตรฐานสองตัวถูกมองว่าเป็นจุดบนทรงกลม และความสัมพันธ์ระหว่างพวกมันคือโคไซน์ของส่วนโค้งของการแยกจุดบนทรงกลม [1]เมื่อส่วนโค้งนี้มากกว่าหนึ่งในสี่ของวงกลม (θ > π/2) โคไซน์จะเป็นลบ จุดตรงข้ามไดอะเมตริกแสดงถึงความสัมพันธ์ของ –1 = cos(π) จุดสองจุดที่ไม่ได้อยู่ในซีกโลกเดียวกันมีความสัมพันธ์เชิงลบ
ตัวอย่างจะเป็นความสัมพันธ์แบบภาคตัดขวางเชิงลบระหว่างการเจ็บป่วยและการฉีดวัคซีน หากสังเกตได้ว่าที่ที่อุบัติการณ์ของโรคหนึ่งสูงกว่าค่าเฉลี่ย อุบัติการณ์ของอีกโรคหนึ่งมีแนวโน้มต่ำกว่าค่าเฉลี่ย ในทำนองเดียวกัน จะมีความสัมพันธ์ชั่วขณะในทางลบระหว่างการเจ็บป่วยและการฉีดวัคซีน หากสังเกตพบในสถานที่หนึ่งซึ่งมีอุบัติการณ์สูงกว่าค่าเฉลี่ยของอีกสถานที่หนึ่งมักจะเกิดขึ้นพร้อมกับอุบัติการณ์ที่ต่ำกว่าค่าเฉลี่ยของอีกสถานที่หนึ่ง
ความสัมพันธ์ผกผันเฉพาะเรียกว่าสัดส่วนผกผันและถูกกำหนดโดยy=k/x{\displaystyle y=k/x}