확률 질량 함수(probability mass function, pmf)는 이산 확률 변수에서 특정 값에 대한 확률을 나타내는 함수이다. 이 함수는 연속 확률 변수에서의 확률 밀도 함수와 대응된다.
예를 들어, 주사위를 한 번 굴릴 때의 값을 나타내는 확률 변수가 X {\displaystyle X} 일 때, 이 확률 변수에 대응되는 확률 질량 함수는 f X ( x ) = 1 / 6 {\displaystyle f_{X}(x)=1/6} 이다.
수학적으로는 다음과 같이 정의한다. 확률 변수 X : S → R {\displaystyle X:S\to \mathbb {R} } 가 이산 확률 변수일 때, 확률 질량 함수 f X ( x ) : R → [ 0 , 1 ] {\displaystyle f_{X}(x):\mathbb {R} \to [0,1]} 는
이다.