En likelihoodfunktion er en funktion, der anvendes i statistik til at bestemme parametrene i en statistisk model. En statistisk model afhænger af et antal parametre, hvis usikkerhed angives af en tæthedsfunktion. Likelihoodfunktionen for et sæt observationer er den funktion af parametrene, der fås ved at indsætte de faktiske observationer i tæthedsfunktionen. Da tæthedsfunktionen angiver sandsynligheden for at observere værdier i omegnen af punktet, vil likelihoodfunktionen antage en stor værdi for et sæt parameterværdier, hvis tæthedsfunktionen for disse værdier gør den fundne observation sandsynlig, og en lille værdi ellers. Dette giver anledning til en estimationsmetode, maksimum likelihood, og en testprocedure, kvotienttest.