Η αρνητική διωνυμική κατανομή είναι μια διακριτή συνάρτηση κατανομής τυχαίας μεταβλητής. Περιγράφει ένα τυχαίο πείραμα με δυο πιθανά αποτελέσματα (επιτυχία - αποτυχία) και πιθανότητα επιτυχίας p που επαναλαμβάνεται μέχρι να έχουμε k επιτυχίες.
Ενδιαφερόμαστε για τον αριθμό των "δοκιμών"x , μέχρις ότου εμφανιστεί η k επιτυχία.