Основні тригонометричні тотожності – це рівності, які встановлюють зв'язок між синусом, косінусом, тангенсом та котангенсом одного кута. Це означає, що будь-яку з цих функцій можна знайти, якщо відома інша функція. З основної тотожності випливають рівності тангенсу і котангенсу, тому воно – ключове.
Основне тригонометрична тотожність являє собою запис теореми Піфагора для трикутника в тригонометричному колі; довжини катетів цього трикутника по модулю дорівнюють відповідним синусу і косинусу, а гіпотенуза, будучи радіусом тригонометричного кола, що дорівнює одиниці.
Застосування основної тригонометричної тотожності полягає у можливості обчислювати косинус кута за відомим синусом, або знаходити синус кута за відомим косинусом цього кута.
Щоб довести тотожність потрібно довести, що його права і ліва частини рівні, тобто звести його до виду «вираз» = «така сама вираз».