In de lineaire algebra, een deelgebied van de wiskunde, heeft de term Cartan-matrix drie betekenissen. Al dezen zijn vernoemd naar de Franse wiskundige Élie Cartan. In feite werden Cartan-matrices in het kader van de Lie-algebra's als eerste onderzocht door de Duitse wiskundige Wilhelm Killing, terwijl de Killing-vorm weer te danken is aan Élie Cartan.

Lie-algebra's bewerken

  Zie Lie-groep voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Een veralgemeende Cartan-matrix is een vierkante matrix   met geheeltallige elementen zodanig dat

  1. Voor diagonale elementen,  .
  2. Voor niet-diagonale elementen,  .
  3.   dan en slechts dan als  
  4.   kan geschreven worden als  , waar   een diagonaalmatrix is en   een symmetrische matrix is.