直球（ちょっきゅう）は、野球の投手が投じる球種のうちで最も球速が速く、概して直進する球種である。ストレート (straight) や真っ直ぐ（まっすぐ）、あるいは英語の fast-ball を直訳して速球（そっきゅう）とも呼ばれる。また、近年ではフォーシーム・ファストボール(four-seam fastball)とも呼ばれる。
日本ではツーシーム・ファストボールやジャイロボールを含めて「直球」と言われることもある。これは、日本の野球界でこれらが近年まで広く知られていなかったため、訳語が存在しなかったことがおもな理由である。これらが普及した現在では、直球＝フォーシーム・ファストボールと定義されることが多い。
直球とひと括りで分別しながら、その球速や回転量に変化をつけることで球速を落とし打者の凡退を狙う球をハーフスピードの直球などとも呼ぶ。一般的にフォークボールやスライダーを得意とする軟投派の投手が投げることが多見される。多くの場合は当人の投げる直球と同じ握りから、ボールの切りを浅くすることで投げられる。
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直球を投げるには、人差し指と中指を並べ、ボールにある縫い目に交差させて握り、リリースの際にボールに強いバックスピンをかける。この際に回転軸と垂直な面とボール表面の接線、つまり人差し指に平行な線がボールを1周する間に縫い目 (seam) の線を4回 (four) 通過するため、フォーシーム (four seam) と呼ばれている。
フォーシームの握りで投げられたボールは直線に近い軌道を描くが、人差し指や中指の位置を少しずらすことで、小さな変化を伴うこともある（カット・ファスト・ボールなど）。また、投げ方に問題があり、本人の意図に反してスライダー変化してしまう直球をナチュラルスライダー、同様に本人の意図に反してシュート変化してしまう直球をナチュラルシュートという。これらを総称して「曲ダマ（くせダマ）」と呼ぶ。
直球を「変化しない変化球」と言うこともできる。バックスピンがかけられているために重力の影響を抑え直線に近い軌道で捕手に到達すること自体が、自然や物理法則に逆らっているという意味での変化球と言える。その点では、フォークボールのように回転が少なく重力に引かれて落ちていく球種こそが、純粋な斜方投射であり変化球でないと言うこともできる。
直球はリリースの際にバックスピンが強くかけられ、マグヌス効果により揚力を受けるようになる。これをボールが伸びると表現する。バッティングセンターなどのマシンが発射するボールは、バックスピンの回転が遅いため打者の手元で伸びない。このような球は「棒球（ぼうだま）」と呼ばれ、打者にとっては打ち易い球である。一方でバックスピンの回転が速く伸びるボールは打ちづらく、俗に「生きた球」と呼ぶこともある。このバックスピンは、投手とその調子によっては秒速40回転を超えることもある。
打者に速く到達することでスウィングが追いつかなくなり、その結果空振りを奪う球種である。しかし打撃技術の向上した現代野球において、単に速い直球だけでは打者を打ち取ることはできず、他の球種をまぜる事による緩急差を利用して直球を実体よりも速く体感させることが常態化している。
日本プロ野球における最高球速記録は2005年7月19日のマーク・クルーンによる161km/h、アメリカメジャーリーグでは1995年の春季キャンプの際に記録されたマーク・ウォーラーズによる164.8km/hが最速となっている。ただし、いずれの記録も精度に個体差のあるスピードガンで測定されたものであり、公式な世界記録は1996年のワールドシリーズでフロリダ・マーリンズのロブ・ネンが投げた164km/hである。
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