অনাদর্শ বিশ্লেষণ (ইংরেজি: Non-standard analysis) গণিতের একটি শাখা যেখানে ক্ষুদ্রাণুর (infinitesimal) একটি কঠোর (rigorous) ধারণাকে কাজে লাগিয়ে গাণিতিক বিশ্লেষণ সূত্রাবদ্ধ করা হয়।

গটফ্রিড উইলহেলম লাইবনিজ যুক্তি দিয়েছিলেন যে অসীমসহ আদর্শিক সংখ্যার প্রবর্তন করা উচিত।

১৯৬০-এর দশকের শুরুর দিকে গণিতবিদ আব্রাহাম রবিনসন অনাদর্শ বিশ্লেষণের ধারণা প্রথম উপস্থাপন করেন। তিনি বাস্তব সংখ্যাসমূহের ফিল্ডের উপর এই তত্ত্ব প্রয়োগ করেন। এই তত্ত্বের উপর লেখা তার বিখ্যাত বইটির নাম Non-standard Analysis। বইটি ১৯৬৬ সালে প্রথম প্রকাশিত হয়।