一组观测结果中的所有解释变量的值构成的矩阵，常用X表示。设计矩阵常用于一些统计模型，如一般线性模型，方差分析中。
定义.通常情况下，设计矩阵的第i行代表第i次观测的结果，第j列代表第j种解释变量。如此一来，线性回归模型就可以用矩阵乘法表达为其中formula_2是设计矩阵，formula_3是对应每一种解释变量的系数组成的系数向量，formula_4是每一个观测对应的预测值构成的向量。