Les équations de Lotka-Volterra, que l'on désigne aussi sous le terme de "modèle proie-prédateur", sont un couple d'équations différentielles non-linéaires du premier ordre, et sont couramment utilisées pour décrire la dynamique de systèmes biologiques dans lesquels un prédateur et sa proie interagissent.
Elles ont été proposées indépendamment par Alfred James Lotka en 1925 et Vito Volterra en 1926.
Ce système d'équations est classiquement utilisé comme modèle pour la dynamique du lynx et du lièvre des neiges, pour laquelle de nombreuses données de terrain ont été
collectées sur les populations des deux espèces par la Compagnie de la baie d'Hudson au XIXe siècle.