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アンテナダイバーシティ（空間ダイバーシティまたは空間ダイバーシティとも呼ばれる）は、無線リンクの品質と信頼性を向上させるために2つ以上のアンテナを使用する、いくつかの無線ダイバーシティ方式のいずれかです。多くの場合、特に都市部や屋内環境では、送信機と受信機の間に明確な見通し線（LOS）がありません。代わりに、信号は最終的に受信されるまでに複数の経路で反射されます。これらの反射のそれぞれが、位相シフト、時間遅延、減衰、歪みを引き起こし、受信アンテナの開口部で互いに破壊的に干渉する可能性があります。
アンテナダイバーシティは、このようなマルチパス状況を軽減するのに特に効果的です。これは、複数のアンテナが受信機に同じ信号の複数の観測値を提供するためです。各アンテナは異なる干渉環境にさらされます。したがって、あるアンテナが深刻なフェージングを起こしている場合でも、別のアンテナは十分な信号を受信している可能性が高くなります。このようなシステムは、全体として堅牢なリンクを提供できます。これは主に受信システム（ダイバーシティ受信）で見られますが、同様の手法は送信システム（送信ダイバーシティ）でも有効であることが証明されています。
アンテナダイバーシティ方式は、単一アンテナシステムに比べて本質的に追加のハードウェアと統合が必要となりますが、信号経路が共通しているため、かなりの回路を共有できます。また、複数の信号を扱うため、受信機にかかる処理負荷が大きくなり、設計要件がより厳しくなる場合があります。しかしながら、一般的には信号の信頼性が最重要であり、複数のアンテナを使用することは、ドロップアウトや接続切れを減らす効果的な方法です。
アンテナダイバーシティは、いくつかの方法で実現できます。設計者は、環境や想定される干渉に応じて、これらの方法の1つまたは複数を用いて信号品質を向上させることができます。実際、信頼性をさらに高めるために、複数の方法が併用されることもよくあります。
上記の手法はいずれも、目的のメッセージを復元するために何らかの後処理を必要とします。これらの手法には以下のようなものがあります。
ダイバーシティ受信のよく知られた実用的な応用例としては、ワイヤレスマイクや、ワイヤレスギターシステムなどの類似の電子機器が挙げられます。非ダイバーシティ受信機（アンテナが1つしかない受信機）を備えたワイヤレスマイクは、特に送信機（ワイヤレスマイク）が移動している場合、ランダムなドロップアウト、フェード、ノイズ、その他の干渉を受けやすい傾向があります。ダイバーシティ受信を使用するワイヤレスマイクやサウンドシステムは、一方のアンテナにノイズが発生すると、数マイクロ秒以内にもう一方のアンテナに切り替わり、ドロップアウトやノイズの少ない、より高品質な信号を提供します。理想的には、受信信号にドロップアウトやノイズは発生しません。
もう一つの一般的な用途は、Wi-Fiネットワーク機器やコードレス電話におけるマルチパス干渉の補正です。基地局は、現在より強い信号を受信しているアンテナに応じて、2つのアンテナのうちどちらかに受信を切り替えます。最適な結果を得るには、通常、アンテナは1波長分離して配置されます。波長が100cm未満のマイクロ 波帯では、同じハードウェアに2つのアンテナを取り付けることで、多くの場合これを実現できます。より低い周波数とより長い波長では、アンテナを数メートル離す必要があるため、これはあまり現実的ではありません。
携帯電話基地局もダイバーシティ技術をよく利用しています。基地局の各面（セクター）には、通常2つのアンテナが設置されています。1つは送受信用、もう1つは受信専用です。2つの受信機を用いることで、ダイバーシティ受信を実現しています。
送信側と受信側の両方で複数のアンテナを使用することで、多入力多出力（MIMO）システムが実現します。リンクの両端でダイバーシティ技術を使用することは、時空間符号化と呼ばれます。
ダイバーシティ符号化は、無線チャネルにおけるMIMOシステムのための空間符号化技術です。無線チャネルはフェージング現象の影響を強く受け、データ復号の信頼性が低下します。ダイバーシティ符号化は、基本的に複数の送信アンテナを通して複数のコピーを送信することで、データ受信の信頼性を向上させます。いずれかのアンテナが受信に失敗した場合でも、他のアンテナを使用してデータを復号します。MIMOは空間ダイバーシティと空間多重化を実現します。