thumb|300px|Paczka falowa nieulegająca dyspersji. thumb|300px|Paczka falowa ulegająca dyspersji. Grzbiety fali poruszają się szybciej niż paczka falowa, co odpowiada temu że prędkość fazowa jest większa od prędkości grupowej.
Paczka falowa, pakiet falowy – fala skupiona w ograniczonym obszarze przestrzeni.
Pojęcie używane w do opisu rozprzestrzeniania się fal o skończonym czasie trwania. W mechanice kwantowej pakiety falowe opisują fale materii„Encyklopedia fizyki” praca zbiorowa, PWN 1973 t. 2 s. 638.
W przeciwieństwie do nieskończonych (niezlokalizowanych) fal, paczka falowa jest zaburzeniem zlokalizowanym, przemieszcza się w przestrzeni i przenosi informacje i energię, a prędkość, z jaką to się odbywa, zwana jest prędkością grupową.
Swobodną paczkę falową można traktować jako superpozycję (złożenie) harmonicznych fal płaskich o różnych częstotliwościach.
Podejście matematyczne Przykładem propagacji (rozchodzenia się) fali bez dyspersji jest fala płaska będąca rozwiązaniem równania falowego postaci:
gdzie: – prędkość propagacji fali w danym ośrodku, – zmienna charakteryzująca chwilową amplitudę fali w punkcie w chwili
Rozwiązaniem powyższego równania różniczkowego jest funkcja propagacji fali płaskiej:
gdzie: – jednostka urojona, – wektor falowy, – pulsacja (częstość kołowa),