확률론에서 기하 분포는 이산 확률 분포의 하나로, 다음 두 가지 정의가 있다.
베르누이 시행에서 처음 성공까지 시도한 횟수 X의 분포. 지지집합은 {1, 2, 3...}이다.
베르누이 시행에서 처음 성공할 때까지 실패한 횟수 Y=X-1의 분포. 지지집합은 {0, 1, 2, ...}이다.
보통 편의에 따라 둘 중 하나를 선택해 이용하며,
기하 분포를 언급할 때는 어느 정의를 이용하는지 분명히 하는 것이 좋다.
 
 

대개의 경우 X의 분포를 가리키는 것이 일반적이다.
성공확률 p인 베르누이 시행에 대해, k번 시행후 첫번째 성공을 얻을 확률은
 
Pr(X = k) = (1-p)^{k-1}*p
(k = 1, 2, 3, ....) 이다.
첫번째 성공까지 시행한 실패의 횟수를 나타내면
 
Pr(Y=k) = (1 - p)^k*p
(k=0, 1, 2, ...) 두 경우 모두, 확률의 수열은 기하 수열이다.
 
매 시행이 독립적으로 이루어지고,
다른 이산형 확률분포들과 마찬가지로,
성공과 실패 2가지 상황만 나오는 실험에 사용된다.