In geometria, il teorema del coseno esprime la relazione tra la lunghezza dei lati di un triangolo e il coseno di uno dei suoi angoli. Può essere considerato una generalizzazione del teorema di Pitagora al caso di triangoli non rettangoli.
L'enunciato trova la sua origine negli Elementi di Euclide, nel libro ll, proposizione 12.
Poi fu studiato da autori arabi, persiani ed europei nel medioevo. In Italia è conosciuto come teorema di Carnot, anche se non fu lui il primo a formalizzarlo.