Oś liczbowa to geometryczna interpretacja zbioru liczb rzeczywistych oraz jego podzbiorów.
Oś liczbowa to przedstawienie zbioru liczb (np. naturalnych, całkowitych lub rzeczywistych) w postaci prostej o określonym zwrocie (kierunku) z wyróżnionymi co najmniej dwoma punktami pozwalającymi określić odcinek jednostkowy.
Innymi słowy, oś liczbowa składa się z punktów (kresek) którym przyporządkowano liczby, gdzie każda z liczb to współrzędna tego punktu na osi liczbowej. Punkt 0 to początek osi liczbowej lub punkt zerowy i dzieli on oś na półoś dodatnią (po jego prawej stronie) oraz półoś ujemną (po jego lewej stronie). Kierunek osi liczbowej jest wskazany przez kierunek od liczby 0 do 1 i oznaczamy go strzałką (grotem) która wskazuje w którą stronę liczby rosną (z dwóch liczb mniejsza jest ta która leży bardziej na lewo jeśli strzałka jest w prawą stronę). Odległość między 0 a 1 ustala jednostkę odległości osi liczbowej i kolejne liczby na tej osi są od siebie oddalone właśnie o tę jednostkę.
Każdemu punktowi na osi liczbowej odpowiada dokładnie jedna liczba, i odwrotnie, każdej liczbie (naturalnej, całkowitej, rzeczywistej) odpowiada dokładnie jest punkt na osi liczbowej.
Osie liczbowe mogą mieć różne jednostki, dzięki czemu możemy zaznaczać na niej dowolnie duże liczby:
Dodatkowo, na osi liczbowej z reguły zaznaczamy tylko wybrane liczby które nas interesują oraz 0 nie musi się na niej pojawiać:
