Uma antena omnidirecional é uma antena sem fio de transmissão ou recepção que irradia ou intercepta campos eletromagnéticos de radiofreqüência (RF) igualmente bem em todas as direções horizontais em um plano geométrico plano bidimensional (2D). Antenas omnidirecionais são usadas na maioria dos dispositivos sem fio de RF de consumo, incluindo telefones celulares e roteadores sem fio.
Em teoria, um condutor reto, orientado verticalmente, como uma antena dipolo que não mede mais de 1/2 comprimento de onda de ponta a ponta sempre exibe propriedades omnidirecionais em um plano horizontal (azimute). Múltiplos dipolos verticais colineares (em linha) também exibem comportamento omnidirecional no plano azimutal; eles podem oferecer melhor desempenho sobre um único dipolo em algumas aplicações. Se o eixo condutor não estiver orientado verticalmente, então a antena irradia e recebe igualmente bem em todas as direções no plano através do qual o condutor passa em ângulo reto. No entanto, este estado ideal só existe na ausência de obstruções ou outros objectos condutores próximos. Na prática, os objetos ao redor (como o usuário de um aparelho celular ou de um computador próximo a um roteador sem fio) distorcem o padrão de radiação e recepção.
No contexto habitual, a chamada antena omnidirecional não funciona igualmente bem em todas as direções possíveis no espaço tridimensional (3D). Tal dispositivo, que pode existir apenas em teoria mas pode ser abordado na prática, é chamado de antena isotrópica ou radiador isotrópico.
Antenas que oferecem melhor desempenho em algumas direções, em detrimento de outras direções, são chamadas de antenas direcionais ou radiadores direcionais. O exemplo mais comum é a antena parabólica usada com internet via satélite, televisão via satélite e instalações de comunicações espaciais. Outros exemplos incluem a antena Yagi, antena quad, antena de painel e antena helicoidal.