En geometría, una transformación de Möbius es una función de la forma:

  
    
      
        f
        (
        z
        )
        =
        
          
            
              
                
              
              
                
                  a
                  z
                  +
                  b
                
              
            
            
              
                
              
              
                
                  c
                  z
                  +
                  d
                
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle f(z)={\cfrac {az+b}{cz+d}}}
  donde z, a, b, c, d son números complejos que verifican que ad − bc ≠ 0.
Una transformación de Möbius puede verse en el plano complejo como la composición de una proyección estereográfica del plano sobre la esfera, seguida de una rotación o desplazamiento de la esfera a una nueva localización y finalmente una proyección estereográfica, esta vez de la esfera al plano. 
Como veremos más abajo, será más natural considerar directamente las transformaciones de Möbius como transformaciones de la esfera de Riemann (i.e. del plano complejo aumentado con un punto en el infinito 
  
    
      
        
          
            
              
                C
              
              ^
            
          
        
        =
        
          C
        
        ∪
        {
        ∞
        }
      
    
    {\displaystyle {\widehat {\mathbb {C} }}=\mathbb {C} \cup \{\infty \}}
  ).
Las transformaciones de Möbius reciben su nombre en honor a August Ferdinand Möbius, aunque también se nombran como transformaciones especiales conformes, 
transformaciones racionales lineales o transformaciones homográficas.