观测天文学上的相位角（Phase angle）是指光源入射到天体的光路和天体反射至观测者光路夹角。在天文观测上这通常是指太阳－天体－观测者之间形成的夹角。
对于地球的观测者而言，“太阳－天体－地球”之间的夹角几乎与“太阳－天体－观测者”夹角相同，虽然这差异大小取决于视差。而月球观测时差异最大可达1°，相当于两个满月直径。随着太空航行的发展，以及从太空中其他地方假设的观测，让相位角的观念不再只限于太阳和地球之间的系统。
相位角这个术语的语源涉及行星相位（英语：Planetary phase）的概念，因为一个天体的亮度和他显现的相位是相位角的函数。
相位角的值从0°到180°之间变化。0°时光源、天体和观测者在同一条线上，而光源和观测者在天体的同一侧。180°则代表天体在观测者和光源之间，也就是所谓的“冲”。相位角低于90°会产生后向散射（英语：Backscatter），而大于90°则是前向散射（英语：Forward scatter） 。
月球（参见月相）、金星和水星从地球观测时的相位角从0到180°变化。外侧行星的相位角范围较小，例如火星相位角最大约45°。
天体的亮度是相位角的函数值，并且变化通常是平滑的，但在相位角接近0°时会发生 冲日浪（Opposition surge）的光学现象使光度大幅上升。这并不影响气体巨行星和有明显大气层的行星，并且当相位角接近180°时光度会下降。这些亮度与相位角变化的关系可以绘制成相位曲线（英语：Phase curve (astronomy)）。
