相關係數(Correlation)是什麼?

相關係數衡量兩個變數之間線性關係的強度和方向,範圍從 -1 到 1。1 表示完全正相關,-1 表示完全負相關,0 表示沒有線性關係。|本頁含完整原理、應用場景、iPAS 考試重點與 3 個常見問答。

英文
Correlation
主題標籤
統計方法、資料處理、機器學習
考點定位
非 iPAS 核心術語
最後更新
2026/07/29
相關係數(Correlation)是什麼? 統計方法資料處理
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搜尋意圖: 如果你在找「相關係數 是什麼」或「相關係數 和相近概念差在哪」,先看這頁的短定義、完整說明與延伸比較。

TL;DR: 相關係數衡量兩個變數之間線性關係的強度和方向,範圍從 -1 到 1。1 表示完全正相關,-1 表示完全負相關,0 表示沒有線性關係。

實用情境: 適合用在閱讀 AI 文章、產品文件或和同事討論時,先用一頁快速對齊概念。

下一步: 先讀完定義,再往下看延伸比較與對應工具,把概念轉成實際應用。

你有沒有看過兩個數字常常一起升一起降,卻不知道它們到底有多像?

你可以把相關係數想成「看兩個變數是不是一起動」:它會告訴你方向和強弱,但不告訴你誰造成誰。

它很重要,因為很多資料分析都先從相關開始,先知道變數有沒有關聯,再決定要不要深入找原因。

容易混淆

相關係數 vs 因果關係 vs 共變異數

相關係數:看關聯的方向和強度,標準化後通常介於 -1 到 1

因果關係:看一個變數是不是造成另一個變數

共變異數:看共同變動方向,但沒有標準化,尺度受單位影響

最關鍵的區別:相關只說一起變,不等於互相造成。

記住這句就好

會一起變,不代表有因果。

實際案例

銷售分析

前:只看到冰淇淋銷量和氣溫一起上升,卻急著下結論

後:先用相關係數看關聯,再進一步檢查是否有其他因素

學習成效

前:以為上課時數和考分一定成正比

後:先看相關,再搭配其他變數判斷是不是還有背景因素影響

算法與應用

相關係數常見形式有皮爾森相關和斯皮爾曼相關,前者看線性關係,後者看單調關係

它常用於探索性資料分析、特徵篩選和假設建立

但它只是起點,不能單靠一個數字就下商業或科學結論

中英對照與三種常見的相關係數

中文 英文 適用情況
相關係數 correlation coefficient 統稱
皮爾森相關係數 Pearson correlation 衡量線性關係,資料需接近常態且為連續變數
斯皮爾曼等級相關 Spearman rank correlation 衡量單調關係,先轉成名次再算,對離群值穩健
肯德爾等級相關 Kendall's tau 也走名次,樣本小時比 Spearman 穩定

一般講「相關係數」而沒特別說明時,指的是皮爾森。公式是:

r = Cov(X, Y) / (σ_X × σ_Y)

也就是共變異數除以兩者標準差的乘積,結果一定落在 −1 到 1 之間。

數值怎麼讀,以及最容易犯的三個錯

r 等於 1 是完全正線性相關,−1 是完全負線性相關,0 是沒有線性關係。強弱沒有絕對標準,但社會科學常用的參考是:0.1 到 0.3 弱、0.3 到 0.5 中等、0.5 以上強。物理量測的標準會嚴格得多。

錯誤一:把相關當成因果。 這是最有名的一條,但實務上還是常犯。兩個變數同時被第三個因素影響(混淆變數),或純粹是巧合,都會產生高相關。冰淇淋銷量與溺水人數高度相關,共同原因是氣溫。

錯誤二:r 接近 0 就認為沒有關係。 皮爾森只量線性關係。一個完美的拋物線關係,r 可能剛好等於 0。所以算相關之前一定要先畫散布圖。經典的 Anscombe 四組資料就是專門用來說明這件事的:四組資料的平均、變異數與相關係數幾乎相同,畫出來卻完全不一樣。

錯誤三:忽略離群值。 一筆極端值就能把 r 從 0.1 拉到 0.8,或反過來。懷疑有離群值時改用 Spearman,它只看名次,單一極端值的影響有限。

情境判斷

Q1(直覺題): 相關係數接近 1,通常代表兩個變數一起升降得很明顯嗎?

→ 是,代表正相關很強。

Q2(判斷題): 只要相關係數高,就能直接說一個變數造成另一個變數嗎?

→ 不能,這還不夠證明因果。

常見問題

相關係數為 0 代表完全沒關係嗎?

不一定,只是代表沒有線性關係,仍可能有非線性關係。

相關係數可以是負的嗎?

可以,代表一個變大時另一個傾向變小。

相關係數要怎麼解讀大小?

要看領域背景,沒有放諸四海皆準的絕對門檻。