Een beslissingsboom is een beslissingsondersteunende tool die een boomachtig model van beslissingen en hun mogelijke gevolgen gebruikt, inclusief toevallige uitkomsten van gebeurtenissen, kosten van middelen en nut. Het is een manier om een algoritme weer te geven dat alleen voorwaardelijke besturingsinstructies bevat.
Beslissingsbomen worden vaak gebruikt bij operationeel onderzoek, met name bij besluitanalyse, om een strategie te helpen identificeren die het meest waarschijnlijk een doel zal bereiken, maar zijn ook een populair hulpmiddel bij machine learning.