正交矩阵是实数特殊化的酉矩阵，是数学运算的一种方法，在数学领域有着较高的地位。在矩阵论中，实数正交矩阵是方块矩阵，它的转置矩阵是它的逆矩阵，如果正交矩阵的行列式为加一，则称之为特殊正交矩阵。正交矩阵定理有：
1、 方阵正交的充要条件是，行和列向量组是单位正交向量组；
2、 方阵正交的充要条件是，n个行和列向量是n维向量空间的一组标准正交基；
3、 正交矩阵的充要条件是，行向量组两两正交且都是单位向量；
4、 列向量组也是正交单位向量组；
5、 正交方阵是欧氏空间中标准正交基到标准正交基的过渡矩阵。