Azerbaycan anayasal olarak laik bir devlet olarak tanınmaktadır ve bu da dini ve hükümet işleri arasında net bir ayrım sağlamaktadır. Bu benzersiz çerçeve, ülke içinde çeşitli dini inançların bir arada var olmasına olanak tanır ve etnik çeşitliliğin zengin dokusunu yansıtır. Bu çoğulculuğa rağmen, Şii İslam nüfus arasında baskın inanç olmaya devam etmektedir.
Azerbaycan'ın dini manzarası derin bir tarihi mirasa sahiptir. MÖ birinci binyılda, Zerdüştlük, Ahameniş ve Sasani imparatorluklarının yönetimi altında gelişti ve Azerbaycan'ın bir parçası olduğu Pers İmparatorluğu'nun devlet dini olarak hizmet etti. Bugün bile, Zerdüştlük unsurları birçok yerel halkta yankı buluyor ve en değerli bayramlardan biri olan Nevruz Bayramı büyük bir saygıyla kutlanıyor.
İslam, Azerbaycan'daki başlıca dindir ve nüfusun yaklaşık %93-99'u Müslüman olarak tanımlanmaktadır. Bunların yaklaşık %55-65'i Şii İslam'a, %35-45'i ise Sünni İslam'a inanmaktadır. Bu bölünme, tarihsel olarak bölgenin geçmişine, özellikle de Azerbaycan'ın bazı kısımlarının Şii İslam'ın devlet dini olduğu bir ülke olan İran'a entegre edildiği zamana dayanmaktadır.
Azerbaycan üç büyük Yahudi topluluğuna ev sahipliği yapmaktadır: Dağ Yahudileri, Aşkenazi Yahudileri ve Gürcü Yahudileri. Başkent Bakü'de ve Guba ve Oguz şehirlerinde çeşitli Yahudi kültür merkezleri ve dini örgütlerle birlikte altı aktif sinagog bulunmaktadır. Özellikle, 9 Mart 2003'te Bakü'de açılan bir sinagog, Avrupa'nın en büyüklerinden biri olarak kabul edilmektedir.
Azerbaycan'daki Hristiyanlık tarihi yaklaşık 2,000 yıla yayılıyor ve İsa Mesih'in on iki havarisinden biri olan havari Bartholomew ile yakından bağlantılı. Bölgede vaaz verdiğine ve MS 71'de modern Bakü'deki Kız Kulesi yakınlarında şehit edilmesine yol açtığına inanılıyor. Bu alan o zamandan beri Hristiyanlar için kutsal bir yer haline geldi.
Azerbaycan'da hem Ortodoks hem de Katolik kiliseleri bulunmaktadır. Şu anda, Bakü'de bulunan Kutsal Mür Taşıyıcıları Katedrali, Kutsal Bakire Meryem Kilisesi ve Başmelek Mikail Kilisesi de dahil olmak üzere beş faal Ortodoks kilisesi bulunmaktadır. Katoliklik, Dominikenler, Karmelitler ve Fransiskenler gibi çeşitli Katolik tarikatlarından misyonerlerin gelişinin ardından 14. yüzyılda Azerbaycan'da kök salmaya başladı. İlk Katolik kilisesi olan Kutsal Bakire Meryem'in Tertemiz Gebeliği Kilisesi, 20. yüzyılın başlarında kuruldu. 2002'de Azerbaycan, Papa II. John Paul tarafından ziyaret edilme onuruna erişti. Bugün, Azerbaycan'daki Katolik topluluğu nispeten küçüktür ve yaklaşık 500 kişiden oluşmaktadır. Ek olarak, ülke genelinde yaklaşık 25 küçük Protestan-Baptist topluluğu bulunmaktadır.