El diagrama de tallo y hojas o gráfico de tallo y hojas, también llamado representación de tronco y hojas, es un diagrama que se utiliza para presentar los datos originales de una variable estadística cuantitativa continua, proporcionando al mismo tiempo una representación gráfica de la distribución de frecuencias de dichos datos, de forma similar a un histograma con barras horizontales. Para ello, se toman como tallos las diferentes primeras cifras significativas de los datos, en forma de líneas, a las que van añadiendo las siguientes cifras significativas correspondientes a cada dato en el tallo que le corresponda, de modo que, a medida que tras unas primeras cifras significativas se encuentran más datos, la línea de hojas detrás de cada tallo se va alargando, y los tallos más largos indican una mayor frecuencia de datos. La ventaja del diagrama de tallos y hojas es que realiza la agrupación de datos y por tanto establece la distribución de frecuencias por intervalos sin que haya pérdida de información respecto de los datos originales.
El diagrama de tallo y hojas fue desarrollado por el estadístico estadounidense John Tukey en la década de 1970.