负二项分布是统计学上一种离散概率分布。
应用当r是整数时，负二项分布又称帕斯卡分布，其概率质量函数为 它表示，已知一个事件在伯努利试验中每次的出现概率是p，在一连串伯努利试验中，一件事件刚好在第r+k次试验出现第r次的概率。
取r= 1，负二项分布等于几何分布。其概率质量函数为 。
举例说，若我们掷骰子，掷到一即视为成功。则每次掷骰的成功率是1/6。要掷出三次一，所需的掷骰次数属于集合 { 3, 4, 5, 6, ... } 。掷到三次一的掷骰次数是负二项分布的随机变量。要在第三次掷骰时，掷到第三次一，则之前两次都要掷到一，其概率为(1 / 6)。注意掷骰是伯努利试验，之前的结果不影响随后的结果。
若要在第四次掷骰时，掷到第三次一，则之前三次之中要有刚好两次掷到一，在三次掷骰中掷到2次1的概率为。第四次掷骰要掷到一，所以要将前面的概率再乘(1/6)：。