單位矩陣是最簡單的非平凡對角矩陣,定義為滿足:
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(1)
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對於所有向量 。單位矩陣可以用
,
,
(後者是德語術語 "Einheitsmatrix" 的縮寫;Courant and Hilbert 1989, p. 7), 或者有時用
表示,下標有時用於指示矩陣的維度。單位矩陣有時也稱為么矩陣 (Akivis and Goldberg 1972, p. 71)。
單位矩陣由下式顯式給出:
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(2)
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對於 , ...,
,其中
是 克羅內克 delta。顯式地寫出為:
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(3)
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單位矩陣在 Wolfram 語言中實現為IdentityMatrix[n].
可以透過求解以下方程為 定義“單位矩陣的平方根”矩陣:
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(4)
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對於 ,得到的平方根矩陣的最通用形式為
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(5)
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給出
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(6)
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作為極限情況。
“單位矩陣的立方根”矩陣可以呈現更復雜的形式。然而,一類簡單的此類矩陣稱為 k-矩陣。