居量反轉（英語：Population inversion），又譯為群數反轉、密數反轉、粒子數反轉、反轉分布，為一個物理學名詞，在統計力學中經常被使用。居量反轉即在一個系統（例如一群原子或分子）中，處在激發狀態的成員數量比起處于較低能級狀態的成員更多。
讓標準激光進入能夠運作的狀態的過程中，產生居量反轉是一個必要的步驟，因此在激光科學中，居量反轉是很重要的研究主題之一。值得注意的是居量反轉不可能是熱平衡的穩態解，如二能級系統中，溫度極高或外場極大時的平衡態也只允許激發態與基態粒子數目相等。
