聯合概率分佈簡稱聯合分佈，是兩個及以上隨機變數組成的隨機向量的概率分佈。根據隨機變數的不同，聯合概率分佈的表示形式也不同。

對於離散型隨機變數，聯合概率分佈可以以列表的形式表示，也可以以函式的形式表示；

對於連續型隨機變數，聯合概率分佈通過一非負函式的積分表示。

例子（離散型）：

聯合概率是指在多元的概率分佈中多個隨機變數分別滿足各自條件的概率。假設X和Y都服從正態分佈，那麼P{X<4,Y<0}就是一個聯合概率，表示X<4,Y<0兩個條件同時成立的概率。表示兩個事件共同發生的概率。A與B的聯合概率表示為 P(AB) 或者P(A,B),或者P（A∩B）。

下圖可以清晰的解釋離散型聯合概率

連續型
對於二維連續隨機向量，設X和Y為連續型隨機變數，其聯合概率分佈，或連續型隨機變數
  
的概率分佈
  
通過一非負函式
  
的積分表示，稱函式
  
為聯合概率密度。 
兩者的關係：

在一般的機器學習中出現的聯合概率是指離散型的，並且在把思路放在二維空間上。