Infinitesimalregning er innen matematikk et fellesnavn på differensialregning og integralregning.
Ordet infinitesimal har i flere hundre år vært brukt i denne del av matematikken i en vag og billedlig betydning i forbindelse med uttrykket «uendelig små størrelser». Først omkring 1960 lyktes det matematikeren Abraham Robinson å gi dette begrep en klar matematisk presisering og utvikle en ny matematisk disiplin, ikke-standard analyse, på dette grunnlaget.