Đa cộng tuyến là hiện tượng các biến độc lập tương quan lẫn nhau hay nói khác hơn là tồn tại một hay nhiều mối quan hệ tuyến tính giữa các biến độc lập. Khi đa cộng tuyến xảy ra ta có thể thấy biến này giải thích cho biến kia và cả hai biến cùng giải thích cho biến phụ thuộc. Để nhận biết đa cộng tuyến, ta có thể quan sát thông qua bảng ma trận hệ số tương quan giữa các cặp biến hoặc sử dụng hệ số VIF sau phương trình hồi quy. Có hai dạng đa cộng tuyến:
Đa cộng tuyến hoàn hảo. Xảy ra khi một biến có thể biểu diễn bằng một tổ hợp tuyến tính với các biến còn lại. Đó là mối quan hệ tuyến tính hoàn hảo, chặt chẽ của các biến độc lập. Lúc này hệ số tương quan giữa chúng là 1. Với đa cộng tuyến hoàn hảo ta không thể ước lượng được các hệ số hồi quy.
Đa cộng tuyến không hoàn hảo là chưa đạt đến mức hoàn hảo có nghĩa là một biến có quan hệ tuyến tính với với một vài biến trong mô hình. Khi trong mô hình có hiện tượng đa cộng tuyến không hoàn hảo xảy ra thì các hệ số hồi quy vẫn ước lượng được vẫn là tốt và không thiên lệch tức là vẫn đảm bảo tính chất BLUE nhưng độ chính xác kém, khoảng tin cậy rộng. Nguyên nhân thường gặp nhất trong kinh tế là do bản chất kinh tế của các biến, giữa chúng luôn tồn tại một mối liên hệ với nhau, ví dụ như số dư tiền gửi khách hàng luôn có quan hệ với dư nợ cho vay, sự biến động của số dư tiền gửi khách hàng luôn có một mức tác động nhất định đến sự biến thiên của dư nợ. Do đó đa cộng tuyến thường là tất nhiên và chúng ta cần đánh giá mức độ nghiêm trọng hay mức tương quan giữa chúng để có phương án xử lý.