באנליזה וקטורית, תחום כוכבי הוא תחום השומר על ישרים סביב נקודת אמצע מסוימת. תחום כזה קרוי תחום כוכבי, מפני שניתן לדמיין אותו במישור הממשי כמעין כוכב.

השימוש הנפוץ בתחום מסוג זה הוא בלמת פואנקרה, הקובעת כי כל תבנית דיפרנציאבילית סגורה היא גם מדויקת בתחום פתוח וכוכבי.

נאמר כי ${\displaystyle \Omega \subset {\mathbb {R} }^{n}}$ הוא תחום כוכבי, אם קיימת ${\displaystyle z\in \Omega }$ כך שלכל ${\displaystyle x\in \Omega }$ הקטע שבין z ל-x כולו מוכל בתחום. כלומר, ${\displaystyle \{z+t(x-z):t\in [0,1]\}\subseteq \Omega }$. הנקודה z מכונה הכוכב של ${\displaystyle \Omega }$.

• בישר הממשי, כל קטע הוא תחום כוכבי.

• כל תחום קמור הוא כוכבי.

• כל תחום כוכבי הוא כוויץ, ולכן בפרט פשוט קשר וקשיר מסילתית.

• משפט אלכסנדר נותן תנאי הכרחי ומספיק להיותם של תחומים מסוימים כוכביים.
• אוסף הכוכבים של תחום כוכבי הוא קבוצה קמורה.

• תבנית דיפרנציאלית
• קבוצה קמורה

מדיה וקבצים בנושא תחום כוכבי בוויקישיתוף

• תחום כוכבי, באתר MathWorld (באנגלית)