Діаграма класів (class diagram) служить для подання статичної структури моделі системи в термінології класів об’єктно-орієнтованого програмування. Діаграма класів може відбивати, зокрема, різні взаємозв'язки між окремими сутностями предметної області, такими як об'єкти й підсистеми, а також описує їхню внутрішню структуру й типи відносин. На даній діаграмі не вказується інформація про тимчасові аспекти функціонування системи. Із цього погляду діаграма класів є подальшим розвитком концептуальної моделі проектованої системи.
Діаграма класів являє собою деякого графа, вершинами якого є елементи типу "класифікатор", які зв'язані різними типами структурних відносин. Варто помітити, що діаграма класів може також містити інтерфейси, пакети, відносини й навіть окремі екземпляри, такі як об'єкти й зв'язки. Коли говорять про дану діаграму, мають на увазі статичну структурну модель проектованої системи. Тому діаграму класів прийнято вважати графічним представленому таких структурних взаємозв'язків логічної моделі системи, які не залежать або інваріантні від часу.
Діаграма класів складається з безлічі елементів, які в сукупності відбивають декларативні знання про предметну область. Ці знання інтерпретуються в базових поняттях мови UML, таких як класи, інтерфейси й відносини між ними і їхніми складовими компонентами. При цьому окремі компоненти цієї діаграми можуть утворювати пакети для подання більше загальної моделі системи. Якщо діаграма класів є частиною деякого пакета, то її компоненти повинні відповідати елементам цього пакета, включаючи можливі посилання на елементи з інших пакетів.
У загальному випадку пакет статичної структурної моделі може бути представлений у вигляді однієї або декількох діаграм класів. Декомпозиція деякого подання на окремі діаграми виконується з метою зручності й графічної візуалізації структурних взаємозв'язків предметної області. При цьому компоненти діаграми відповідають елементам статичної семантичної моделі. Модель системи, у свою чергу, повинна бути погоджена із внутрішньою структурою класів, що описується мовою UML.
