△ABC\triangle ABC△ABCにおいて、三平方の定理を拡張することで次のように与えられる。また角の対辺を小文字a,b,ca,b,ca,b,cで示す。
a2=b2+c2−2bccosAa^2 = b^2 + c^2 -2bc \cos{A}a2=b2+c2−2bccosA
上記の恒等式で与えられる
本来の三平方の定理は直角三角形でのみ成立するが、この余弦定理はすべての三角形において成立するよう一般化されている。
またcosθ\cos{θ}cosθを用いているので余弦定理という名である。