Ein Syntaxdiagramm wird in der theoretischen Informatik benutzt, um die Syntax einer Regelmenge graphisch darzustellen. Insbesondere können damit formale Sprachen bis zur Klasse der kontextfreien Sprachen und damit aufgrund der Teilmengeneigenschaft auch die Syntax von Programmiersprachen in einem Syntaxdiagramm dargestellt werden.
Syntaxdiagramme wurden 1974 in der Definition der Programmiersprache Pascal eingesetzt, vermutlich auch schon früher.
Ein minimales Syntaxdiagramm besteht aus einem der Grundbausteine:
Syntaxdiagramme können zu größeren Syntaxdiagrammen zusammengesetzt werden:
Aus diesen Grundbausteinen und Zusammensetzungen lassen sich Syntaxdiagramme konstruieren, die gleichmächtig zu kontextfreien Grammatiken sind.
Jedes Syntaxdiagramm hat einen Eingang und einen Ausgang, die durch Linien verbunden sind. Die Linien haben eine Richtung.

Jede Erweiterte Backus-Naur-Form (EBNF) kann mithilfe der nebenstehenden Grafik eins zu eins in ein Syntaxdiagramm umgewandelt werden.

Das Bild zeigt, wie die natürlichen Zahlen im Dezimalsystem geschrieben werden.
In weiten Teilen der Informatik werden Grammatiken textuell beschrieben, insbesondere in Dokumenten, deren Zielgruppe mit formalen Schreibweisen von Grammatiken vertraut ist. In Dokumenten mit größeren Zielgruppen können Syntaxdiagramme verwendet werden, um die Grammatikregeln anschaulicher darzustellen.
Beispiele: