Küme analizi, verileri işlemek için kullanılan istatiksel bir yöntemdir. Kümeleme olarak da bilinen bu analiz türünün İngilizcesi “Cluster Analysis” olarak bilinmektedir. Aynı grup içerisinde yer nesne veya verilerin benzerliklerine göre gruplara ya da kümelere ayırmak için kullanılan bir veri analizi tekniğidir. Böylece ögelerin ne kadar yakından ilişkili olduklarını ölçmeye yardımcı olmaktadır. Bu analiz yöntemi ile marka, işletme veya araştırmacıların öne çıkan işlerini takip etmek, hipotez ve varsayımlarını doğrulamak için görsel verilerin ortaya çıkmasına yardımcı olunmaktadır. Dolayısıyla küme analizi iç görü yönetimi, örüntü oluşturma, makine öğrenimi, veri temizleme, veri madenciliği ve keşfi, görüntü analizi, biyoinformatik ve büyük veri kümelerini analiz etmek gibi daha pek alanda kullanılmaktadır. Küme analizi, değişkenlerin kriterlerine karşı öngörücü bir şekilde alt kümelere ayrılmadığı veri matrisleriyle bağlantılıdır. Bu özelliği açısından faktör analizine benzemektedir. Küme analizinin esas amacı, aynı küme içindeki öğelerin diğer kümelere göre birbirine daha benzer grup içinde olduğunu belirlemektir. Diğer bir deyişle; farklı özelliklere sahip fakat temel özellikleri ve nesneleri aynı kontrol grubu içerisin yer alan nesne gruplarının bulunmasını şeklinde de ifade edilebilmektedir. Küme analizinin kullanımı verilerdeki hileli ya da hatalı sonuçların daha iyi anlaşılmasına yardımcı olmaktadır.
Küme analizi aslında denetimsiz bir öğrenme algoritmasıdır. Modeli çalıştırmadan önce ne kadar küme olduğunu ya da çıkacağını bilmek mümkün değildir. Bu analiz yöntemi veriler içerisinde herhangi bir işlem veya varsayımın yapılmadığı durumlarda kullanılmaktadır. Kullanım sonucunda ortaya çıkan sonuçlar hakkında bilgi sağlar fakat detayları hakkında çok fazla bilgi sağlamamaktadır. İyi bir küme analizi algoritması, kümeler içinde yüksek benzerlik ya da düşük benzerlik oranları sağlamaktadır. Küme analizi en çok sınıflandırma yapılırken kullanılmaktadır. Böylece araştırmacılar ya da istatikçiler verileri daha derinlemesine anlayabilir ve daha iyi kararlar alabilmektedir. Küme analizi yapılırken birkaç yöntem kullanılmaktadır. Bunlar; bölümleme yöntemi, hiyerarşik yöntem, ızgara tabanlı yöntem, yoğunluk tabanlı yöntem, model tabanlı yöntem ve kısıtlamaya dayalı yöntemdir. Böylece sektöre bağlı olarak en uygun yöntem kullanılmaktadır. Tüm bunların yanında küme analizi anormallik tespiti ve aykırı unsurların tespit edilmesi için de kullanılabilmektedir.