Multilevel lineaire analyse (ook wel hiërarchische lineaire regressie of gemengde modellenanalyse) is een statistische methode die wordt gebruikt om geclusterde gegevens te analyseren. Terwijl in een gewone lineaire regressieanalyse aangenomen wordt dat alle observaties onafhankelijk zijn van elkaar, gaat er men in een multilevel model vanuit dat er afhankelijkheid bestaat tussen observaties binnen eenzelfde cluster.