In de grafentheorie is de complementgraaf van een enkelvoudige graaf weer een enkelvoudige graaf , met dezelfde knopen als waarin een zijde voorkomt dan en slechts dan als die niet in voorkomt. De complementgraaf van een graaf wordt vaak aangeduid met .

Graaf met complementgraaf

De complementgraaf van met knopen en zijden is de graaf gegeven door het paar , waarvoor geldt:

=

De complementgraaf van een complementgraaf is de oorspronkelijke graaf. Een graaf die isomorf is met zijn complementgraaf noemt men zelf-complementair. De complementgraaf van een volledige graaf is een lege graaf, die alleen uit knopen bestaat en geen zijden heeft. Een clique in een graaf induceert een onafhankelijke verzameling in de complementaire graaf ervan.