Phần mềm tự do (Free software) là phần mềm có thể được tự do sử dụng, sửa đổi và phân phối lại với chỉ một hạn chế: bất kỳ phiên bản phân phối lại nào của phần mềm cũng phải được phân phối với các điều khoản tự do sử dụng, sửa đổi và phân phối gốc (được gọi là copyleft). Định nghĩa phần mềm tự do được quy định như một phần của Dự án GNU và bởi Quỹ Phần mềm Tự do (Free Software Foundation). Phần mềm tự do có thể được đóng gói và phân phối với phí; từ "tự do" (free) ám chỉ khả năng tái sử dụng nó, đã sửa đổi hoặc chưa, như một phần của gói phần mềm khác. Như một phần của khả năng sửa đổi, người dùng phần mềm tự do cũng có thể truy cập và nghiên cứu mã nguồn.
Khái niệm phần mềm tự do là sản phẩm của Richard Stallman, người đứng đầu Dự án GNU. Ví dụ nổi tiếng nhất về phần mềm tự do là Linux, một hệ điều hành được đề xuất như một thay thế cho Windows hoặc các hệ điều hành độc quyền khác. Debian là ví dụ của một nhà phân phối gói Linux.
Phần mềm tự do dễ bị nhầm lẫn với freeware – thuật ngữ mô tả phần mềm có thể tải xuống và sử dụng miễn phí nhưng có thể chứa hạn chế về sửa đổi và tái sử dụng.
Cũng xem định nghĩa Open Source rất tương tự.