Lie grupė (Li grùpė), grupė G, kurios elementai sudaro realiąją ar kompleksinę glodžiąją daugdarą, o daugyba (x, y) → xy (x, y ∈ G) ir atvirkštinio elemento x → x–1 radimas yra glodieji atvaizdžiai G × G → G ir G → G. Lie grupė vadinama n rango, jei ji yra n‑matė daugdara. Pvz., realiosios ar kompleksinės vektorinės erdvės tiesinės transformacijos sudaro Lie grupę. Lie grupė yra tolydžiosios grupės rūšis: jei tolydžioji grupė sudaro daugdarą, tai ji yra Lie grupė.
19 a. pabaigoje Lie grupės teorijos pradininkas M. S. Lie, ją išplėtojo Wilhelmas Karlas Josephas Killingas (Vokietija), É. J. Cartanas, A. Malcevas, L. Pontriaginas, M. Čebotariovas. Lie grupėmis naudojamasi matematinėje analizėje, teorinėje fizikoje, mechanikoje, geometrijoje.