电位移矢量（英文名：Electric displacement 向量）是一个用以描述电场的辅助物理量，用符号表示，定义式为，单位为，式中为真空介电常量，为电场强度，为极化强度矢量。
詹姆斯·麦克斯韦（Maxwell）在《论法拉第的力线》提出之后，发表的《论物理力线》设想了一种新的模型——分子涡旋，在分子涡旋之间夹着一排带电小颗粒，在外电场的作用下小颗粒偏离原来的位置产生电流，作用于分子涡旋，使其畸变。这种畸变的大小被正式命名为电位移向量。
引入电位移矢量，可以解决求解有电介质时的电场困难的问题，并得出电介质中的高斯散度定理（也称的高斯定理）。
简史
1855~1856年，麦克斯韦提出了关于电磁学的第（Ⅰ）篇重要论文——《论法拉第的力线》，该论文主要目的是用数学来表示法拉第力线，进而推导出与电力线和磁力线相关的电学定律。但麦克斯韦的老师哈密顿的知识观强调事物的共性而忽视事物的个性，即知识不是事物的本身而是事物之间的关系。麦克斯韦受到这种哲学的影响，将其全部精力放在各种向量场的共同性上，而忽视了电磁场的特殊性。
麦克斯韦在论文（Ⅰ）发表后不久就认识到他过去对各种力线的类比只不过是对物理共性的数学（确切说是几何）的抽象，这种方法虽然可以用动力学迅速地推导出电磁场的一般规律，但它却掩盖了电磁场的特殊性质。
他基于以下两个事实重新考虑了电磁场的动力学模型：
（1）根据雅各布·伯努利的流体力学，流线越密的地方压力越小流速越快，而根据迈克尔·法拉第的思想，磁力线有纵向收缩和横向扩张的趋势，因而磁力线越密的地方应力越大。
（2）从电解质运动的情况来看，电的运动是平移运动，而磁的运动更像是介质中分子的旋转运动。
因此，电磁现象有别于流体力学现象，就是电与磁也各自存在独特的性质。这样两个问题便构成了论文（Ⅱ）——《论物理力线》的出发点。
《论物理力线》设想了一种新的模型——分子涡旋，他认为在磁场作用下的介质中排列着许多分子涡旋，转速与磁场强度成正比，而在分子涡旋之间夹着一排带电小颗粒，在外电场的作用下小颗粒偏离原来的位置产生电流，作用于分子涡旋，使其畸变。这种畸变的大小被正式命名为电位移向量。
随着观察手段的精进，原子的极化模型越来越清晰，电位移矢量的定义被修改为电场强度与极化强度的线性叠加后依然完美符合观测结果，被大量使用于辅助描述电介质中电磁场的行为。
定义
引入
计入自由电荷密度和束缚电荷密度时，高斯定律可写成
或（式中，是向量导数算符，在高数中代表梯度算符，是真空介电常量，是自由电荷密度，是束缚电荷密度）
根据束缚电荷的体密度公式可得
由此，可定义一个新矢量（即电位移矢量）
（其中在SI中的单位为，为真空介电常量，为电场强度，为极化强度向量）
其他形式
对于各向同性的电介质，有，代入定义式得：
式中，，称为相对电介常数（或相对电容率）；称为电介质的绝对电介常数（或绝对电容率）
物理意义
电位移矢量把两个完全不同的概念——电场强度和物质的极化强度合并起来。尽管可以设法赋予它一些意义，然而它并不是物理的实在。
如果在电介质中挖出一个粗而扁的饼状空腔，使其底面正交于极化强度，也就是正交于电场，则在其中测定的场强即等于在该处的电位移矢量的值，因为在这种情况下，空腔的两个底面上出现了正负束缚电荷，其密度为，在腔中产生了附加场；而腔中的场是由场和束缚面电荷的场所合成的，即
。
相关概念
电位移线
为了对电位移向量的描述更形象化，类比用电场线来描述电场的方法。在有电介质的静电场中引入电位移线。
电位移线是这样一系列曲线：曲线上任一点的切线方向都与该点的方向一致；另外还规定：通过电场中任一点且垂直于该点的小面元的电位移线条数，与小面元的比值等于该点处的大小，即：
电位移通量
通过电场中任一给定面积的电位移线条数叫做通过该曲面的电位移通量，用表示，与电通量的计算相似，电场中某有限曲面的电位移通量（通量）为
穿过某一闭合曲面的通量为
规定，穿出闭合曲面的通量为正，穿入闭合曲面的通量为负。
在国际单位制中，的单位是库伦（）
位移电流
是电场电位移向量随时间的变化率，表达电场随时间变化的性质。詹姆斯·麦克斯韦把称为位移电流密度，以表示，即：
把位移电流密度对任意曲面的通量：
称为位移电流，这就是位移电流假设。
位移电流真正含义是：变化的电场可以产生磁场，结合法拉第电磁感应定律，可以看出，（变化的）电场可以激发（变化的）磁场，而（变化的）磁场又可以激发（变化的）电场。因此，电场和磁场形成相互激发、相互依赖的不可分割的整体——电磁场。
电介质的极化
电介质在外电场作用下，其内部及表面的分子要重新分布。电介质内部及表面出现的电荷与前述导体的情况不同，它们只能在分子范围内移动，不能像导体中的自由电子那样可以自由移动。但电介质内部正负电荷的电荷量相等，相互抵消。使得介质表面一端出现正电荷，另一端出现负电荷，这种现象叫作电介质的极化。其表面出现的电荷称为极化电荷或束缚电荷。
电介质在外电场作用下发生极化时，其内部的电场变化复杂，使得求解有电介质时的电场相当困难。电位移向量的引入就是解决此问题的。
极化强度矢量
为了定量描述电介质极化的程度，引入极化强度矢量：电介质单位体积内分子电矩的矢量和。用表示电介质中一微小体积内第个分子的电矩，则该处的极化强度为：
极化强度矢量不仅反映极化的程度，也反映了极化的方向，SI中的单位是。如果电介质中每点的极化强度的大小和方向均相同，则称为均匀极化。
当外电场不太强时，各向同性的电介质中任一点的极化强度的大小与该点场强的大小成正比，方向相同，即：
式中，叫做极化率，它是材料的一种属性，只和电介质的种类有关。对于各向同性的电介质，是常量。
相关定理
电介质中的高斯定理
积分形式
真空中高斯定理的表达式为：
（为高斯面所包围的电荷的代数和）
由于高斯定理是静电场的普遍规律，所以在有电介质存在时应同样成立；而电介质中的场强是由自由电荷与极化电荷共同激发的，因此电介质中的高斯散度定理可表示为：
（和分别为高斯面内自由电荷与极化电荷的代数和）
将式：代入上式得：
化简：
这就是电介质中的高斯散度定理，通过任意闭合曲面的电位移通量，等于该闭合曲面所包围的自由电荷的代数和。
与导出高斯定理微分形式的过程类似，也可以通过导出有电介质存在时高斯定理的微分形式
或
式中，是自由电荷的体密度
相关应用
平行板电容器电介质中的电场
在电介质中任取一点，则点的电场可代表电介质中各点的电场。欲求点的电场强度，可作一个封闭圆柱面作为高斯面，其上底在极板导体内，下底在电介质中通过考查点，上下底皆平行于极板，如图所示，则高斯面上的通量等于下底面的通量。即
闭合面包围的自由电荷，应用电介质中的高斯散度定理有：，可得电位移大小，与电介质的极化电荷无关，电场强度大小
与极板间为真空时的场强大小比较，有关系式（为相对介电常数）成立
两极板间任意两点a，b之间的电压：
（为a、b所在等势面之间的距离）
与极板间为真空时，a、b两点间的电势差比较，因为故有关系式成立（、各表示极板间为真空时a、b两点的电势）
当负极板接地时，电容器外没有电场，则均匀电介质充满了有电场的空间。这时，电场中任意点的电势
（代表a点距离接地板的距离）有关系式成立