สำหรับฟังก์ชันหลายตัวแปร f(x,y,z,…), อนุพันธ์ย่อย เทียบกับ x คือ
∂x∂f=limh→0hf(x+h,y,…)−f(x,y,…),
โดยถือตัวแปรอื่นทั้งหมดเป็นค่าคงที่ สัญลักษณ์: ∂ ("d" แบบกลม อ่านว่า "เดล") แยกแยะจากอนุพันธ์รวม
ตัวอย่าง: f(x,y)=x2y+3y แล้ว ∂x∂f=2xy (ถือ y เป็นค่าคงที่) และ ∂y∂f=x2+3
อนุพันธ์ย่อยเป็นหน่วยสร้างของแคลคูลัสหลายตัวแปร แกรเดียนต์ ∇f=(∂f/∂x,∂f/∂y,…) ชี้ไปในทิศทางที่ชันที่สุดของการขึ้น — เป็นพื้นฐานของการลาดชันแกรเดียนต์ในการเรียนรู้ของเครื่อง สมการอนุพันธ์ย่อย สร้างแบบจำลองความร้อน คลื่น ของไหล แม่เหล็กไฟฟ้า และกลศาสตร์ควอนตัม