数学上，克莱因（Klein）四元群，得名自菲利克斯·克莱因，是最小的非循环群。它有4个元素，除单位元外其阶均为2。
克莱因四元群通常以V表示（来自德文的四元群Vierergruppe）。它是阿贝尔群，同构于
，就是2阶的循环群与自身的直积。它也同构于4阶的二面体群。
结构
若把克莱因四元群记作V = { 0, e, f, g }，其运算为加法"+"，那么以下为其运算表：
| +
|
0
|
e
|
f
|
g
|
| 0
|
0 |
e |
f |
g
|
| e
|
e |
0 |
g |
f
|
| f
|
f |
g |
0 |
e
|
| g
|
g |
f |
e |
0
|
这运算是对合的：∀ x ∈ V , x + x = 0。
克莱因四元群可扩展为有限域，称为克莱因域，加入乘法为第二个运算，以0为零元，e为单位元。乘法与加法符合分配律。乘法表为：
| x
|
0
|
e
|
f
|
g
|
| 0
|
0 |
0 |
0 |
0
|
| e
|
0 |
e |
f |
g
|
| f
|
0 |
f |
g |
e
|
| g
|
0 |
g |
e |
f
|
克莱因四元群是下图的图自同构群。
克莱因四元群3个阶2的元之间的对称性，可以从它在4点上的置换表示看出：
- V = < (1,2)(3,4), (1,3)(2,4), (1,4)(2,3) >
在这表示中，V是交错群A4的正规子群，也是4个字母上的对称群S4的正规子群。根据伽罗瓦理论，克莱因四元群的存在，而且还具有这特别的表示，解释了四次方程可以用根式求解的原因。