Os diagramas de casos de uso são um dos cinco diagramas disponíveis na UML (Unified Modeling Language) para a modelagem de aspectos dinâmicos de sistemas (diagramas de atividades, diagramas de máquina de estados, diagramas de seqüências e diagrama de colaboração são os outros quatro tipos de diagrama da UML para a modelagem de aspectos dinâmicos do sistema).
Os diagramas de casos de uso têm um papel central para a modelagem do comportamento de um sistema, de um subsistema ou de uma classe.
Aplicam-se os diagramas de casos de uso para fazer a modelagem da visão de caso de uso do sistema. Envolvendo, desta maneira, a modelagem do contexto do sistema, subsistema e classes que fiquem acessíveis e compreensíveis, por apresentarem uma visão externa sobre como esses elementos podem ser utilizados no contexto do problema.