Unter systematische Abweichung (oder auch noch systematischer Fehler) versteht man diejenige Abweichung eines Messwerts einer Messgröße von ihrem wahren Wert, die einseitig gerichtet und durch im Prinzip feststellbare Ursachen bedingt ist. Sie lässt sich bei unter gleichen Bedingungen wiederholten Messungen nicht erkennen. Abweichungen, die bei solchen Wiederholungen zwischen den einzelnen Messwerten auftreten, werden dagegen zufällige Abweichungen genannt.
Systematische Abweichungen erzeugen also eine Verschiebung nach einer Seite hin, sie bedeuten in der Tendenz stets zu hohe oder stets zu niedrige Messwerte. Ein typisches Beispiel dafür sind Abweichungen, welche durch falsch justierte Messgeräte entstehen. Die systematische Abweichung eines Messgerätes braucht aber nicht über den ganzen Messbereich konstant zu sein (zum Beispiel bei einem falsch justierten Thermometer, welches hohe Temperaturen zu hoch und niedrige zu niedrig anzeigt.)
Vermeiden kann man eine systematische Abweichung nur bei bekannter Ursache.
Die Ursachen bei der Messung können mit einem falsch eingestellten Messgerät, in einer immer wieder in gleicher Weise falschen Ablesung, in der Veränderung der ursprünglichen Wirklichkeit durch das Messgerät, im Einfluss der Umgebung, in der Verwendung eines ungeeigneten Auswerte- oder Messverfahrens und vielem mehr bestehen.
Außerhalb der Messtechnik, beispielsweise im Zusammenhang mit der IEC 61508 (Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener Systeme), werden systematische Fehler auch als „eingebaute“ Fehler betrachtet,– Schäden, die in jedem Produkt vorhanden sind. In diesem Sinne gehörte beispielsweise der Pentium-FDIV-Bug zu den systematischen Fehlern, weil die korrekte Abarbeitung einer falsch implementierten Funktion bei jedem produzierten Exemplar des Pentium-Prozessors zu exakt denselben, reproduzierbaren Rechenfehlern führte.– In der Sozialforschung kennt man systematische Abweichungen etwa als Antworttendenz.