在几何学中，对顶角是两个角之间的一种位置关系。两条直线相交时会产生一个交点，并产生以这个交点为顶点的四个角。称其中不相邻的两个角互为对顶角。或者说，其中的一个角是另一个的对顶角。
对顶角满足下列定理：两直线相交，对顶角相等。[1]
用数学语言描述就是：
设直线AD、BC交于点O。则形成四个角：∠AOB、∠COD、∠AOC、∠BOD。其中，∠AOB和∠COD互为对顶角，∠AOC和∠BOD互为对顶角。∠AOB = ∠COD，∠AOC = ∠BOD。
如图1， 两条直线相交，构成两对对顶角。∠1与∠3为一对对顶角，∠2与∠4为一对对顶角。 图1
注意：[1]
1.对顶角一定相等，但是相等的角不一定是对顶角。
2.对顶角必须有共同顶点。
3.对顶角是成对出现的。
在证明过程中使用对顶角的性质时，以 图1为例，
∴∠1=∠3，∠2=∠4(对顶角相等)。
任何两条直线可以看成一个组合，这样的组合有C(n，2)=n(n-1)/2 ，每个组合有两对对顶角 ，因此n条直线相交于一点，共有2C(n，2)=n(n-1)对。即：
2条直线相交于一点，有(2)对不同的对顶角； 对顶角
3条直线相交于一点，有(6)对不同的对顶角；
4条直线相交于一点，有(12)对不同的对顶角；
..............
n条直线相交于一点，有n(n-1)对不同的对顶角。
如果两个角是对顶角，那么这两个角相等。
在同一平面内，互为对顶角的两个角相等。
勒斯生于希腊，是一位擅长于几何学的数学家及哲学家。他一生发现了多个几何学定理，包括等腰三角形中的“等边对等角”定理，也包括对顶角定理。
设直线AD、BC交于点O，那么，∠AOB和∠AOC 互为邻补角。根据邻补角的性质，
其中 是一个平角的弧度数。
类似地，∠COD和∠AOC 互为邻补角。根据邻补角的性质，
因此，
两边减去相同的角度 后，就得到
同样地，可以证明 。
对顶角通常用于测量角度以及证明全等三角形。以下是一个利用对顶角证明全等三角形的例子：