C'est un repère dans lequel les deux axes sont gradués selon une échelle logarithmique.
Le repère log-log permet de représenter des phénomènes où y est une fonction puissance de x ou, plus généralement, des mesures où x et y peuvent prendre des valeurs proches de 1 et proches de 10
Exemple : Représentation dans un repère log-log de la période de certaines planètes en fonction du demi-grand axe de leur trajectoire (lois de Kepler).
| Planète | demi grand axe en 10 m | période en 10s |
| Mercure | 57,9 | 7,58 |
| Vénus | 108,2 | 19,36 |
| Terre | 149,6 | 31,47 |
| Mars | 227,9 | 59,19 |
| Jupiter | 778,3 | 373,32 |
Période et demi grand axe dans un repère log-log.
(voir Série statistique à deux variables pour un ajustement de cette droite).
La même série de données en repère cartésien, aurait conduit à un tassement des premiers points pour permettre le placement du dernier point et aurait montré des points se plaçant vaguement sur une courbe polynomiale.