Un amplificateur opérationnel (ampli op) est un composant de circuit utilisé pour amplifier les signaux.  L'ampli op mesure la tension présente au niveau de ses deux bornes d'entrée (généralement appelées V+ et V-) puis multiplie la différence (V⁺ - V^-) par un rendement G. Il produit ainsi un signal amplifié en tant que tension de sortie monofilaire. On utilise généralement un ampli op pour définir les signaux d'entrée à la tension de sortie souhaitée. Un ampli op s'avère très utile en raison du gain (ou amplification) élevé qu'il peut produire. Grâce à sa polyvalence, on peut l'intégrer à divers circuits électroniques.

Les amplificateurs opérationnels peuvent avoir différents comportements et caractéristiques selon la manière dont ils sont configurés avec d'autres composants externes, comme des résistances, des condensateurs et des bobines d'induction.

Un amplificateur opérationnel parfait offre un gain en boucle ouverte infini, une impédance d'entrée élevée et une impédance de sortie basse. On obtient ainsi un rendement maximal, ce qui s'avère utile lorsqu'on tente d'amplifier un signal très faible. Cependant, si on utilise des résistances pour effectuer une contre-réaction, il est possible de contrôler encore davantage le rendement d'un ampli op. Tous les composants externes qui entourent un ampli op influent sur son comportement. En fait, ils déterminent le rendement, l'impédance d'entrée et de sortie, ainsi que la bande passante de l'ampli op.

Aujourd’hui, on trouve des amplificateurs opérationnels dans pratiquement tous les appareils électroniques en raison de leur polyvalence. On peut les utiliser en guise de composants discrets dans les circuits imprimés ou en guise de sous-composants dans les circuits intégrés, ou sur d'autres types de circuits. Il est possible de monter plusieurs ampli op en cascade pour améliorer le gain.