تابع زیان در آمار و ریاضی به تابعی گفته می‌شود که میزان خطا یا زیان ناشی از یک تصمیم، پیش‌بینی یا تخمین را اندازه‌گیری می‌کند. این تابع نشان می‌دهد که چقدر یک تصمیم با واقعیت یا مقدار مورد انتظار فاصله دارد و هدف، کمینه کردن این زیان است.
در کاربردهای آماری و یادگیری ماشین، تابع زیان ابزار اصلی برای ارزیابی کیفیت مدل‌ها و تصمیم‌ها است. با استفاده از آن می‌توان تصمیمات بهینه یا پارامترهای مناسب یک مدل را انتخاب کرد تا خطا و ضرر کاهش یابد و پیش‌بینی‌ها دقیق‌تر شوند.
تابع زیان می‌تواند شکل‌های مختلفی داشته باشد، از جمله مربعی، مطلق یا قطعی، که هر کدام حساسیت متفاوتی نسبت به خطاها دارند. انتخاب تابع زیان مناسب به نوع مسئله، داده‌ها و هدف تحلیل بستگی دارد و تأثیر مستقیمی بر عملکرد مدل و تصمیم‌گیری آماری دارد.