Diagram klas – statyczny diagram strukturalny w UML, przedstawiający strukturę systemu w modelach obiektowych przez ilustrację struktury klas i zależności między nimi.
Diagram klas przedstawia klasy (typy) obiektów w programie, w odróżnieniu od diagramu obiektów, który pokazuje jedynie egzemplarze (instancje) obiektów i ich zależności istniejące w konkretnym momencie.
Diagram klas pokazuje określony fragment struktury systemu. Diagramów klas używa się do modelowania statycznych aspektów perspektywy projektowej. Wiąże się z tym silnie modelowanie słownictwa systemu, kooperacji lub schematów. Diagramy klas pozwalają na sformalizowanie specyfikacji danych i metod. Mogą także pełnić rolę graficznego środka pokazującego szczegóły implementacji klas.