天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性，它是天线在远场区辐射场的一个特性，是最大辐射功率和各向同性功率的比值。计算公式为： D=P_max/P_average
方向性是阵列和孔径的一个常用性能度量。方向性D定义为：
其中， 是主相应轴（MRA）的指向， 是功率方向图，为波束方向图的幅度平方。
对于一个发射阵列，D代表最大发射密度（每个单位立体角对应的发射功率）和平均发射密度（在球面上平均）的比值。
对于一个接收天线，分母代表的是阵列对全向噪声的输出噪声功率。分子代表的是对应从 方向入射的信号功率。D可以解释为是对全向噪声的阵列增益。
用dB来表示方向性：
对于任意的非均匀加权，DI将会减小。
衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台。定向天线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰能力比较强。