La derivada de una función en un punto se define como el límite
siempre que el límite exista. Geométricamente es la pendiente de la recta tangente en ; físicamente es la tasa de cambio instantánea de la cantidad representada por .
Las derivadas son lineales (la derivada de una suma es la suma de las derivadas), y un pequeño conjunto de reglas — potencia, producto, cociente, cadena — permite derivar la mayoría de las funciones elementales de forma mecánica sin volver cada vez a la definición por límite.
Las derivadas son fundamentales para la optimización (hallar máximos y mínimos), la física (la velocidad es la derivada de la posición, y la aceleración de la velocidad), el aprendizaje automático (descenso de gradiente) y la economía (coste / ingreso marginal).