El caso preposicional es la derivada gramaticalmente requerida de una palabra, principalmente sustantivos y pronombres, cuando forma parte de una frase preposicional. Una preposición es una palabra que relaciona un sustantivo con otras palabras, como por dirección, ubicación o posición. Con la excepción de los pronombres, que cambian de forma según la gramática en muchos idiomas, es poco común. Los idiomas eslavos, como el ruso y el checo, junto con el español y el portugués, son ejemplos de idiomas que utilizan el caso preposicional.
Los ejemplos de preposiciones incluyen las palabras arriba, hasta y en. Una preposición siempre se empareja con un objeto sustantivo. La siguiente es una oración con una frase preposicional: «Él le envió un mensaje». Si bien la palabra «ella» es el caso subjetivo de una mujer singular, se usa una forma diferente del pronombre, ella, porque es el objeto de la preposición «a». Aunque existe cierto desacuerdo sobre la definición, el caso preposicional también se denomina a veces caso locativo.
Los teóricos de la lingüística y otros que estudian el lenguaje suponen que este cambio de pronombre preposicional común a muchos idiomas es para hacer más definida la relación entre las personas. Algunas lenguas que no tienen caso preposicional pueden depender completamente de la colocación de sustantivos para establecer su relación. Para la oración anterior, el orden de las palabras «él-mensaje-ella» podría entenderse suficientemente sin recurrir a un caso completamente diferente para las palabras. En portugués escrito, algunos pronombres no cambian, pero son palabras nuevas que se derivan de la combinación y la contracción del pronombre con la preposición.
Los idiomas ruso y polaco emplean un caso preposicional estricto para unas pocas preposiciones selectas, a saber, para el equivalente de las palabras inglesas on, in, near y about. Cualquier sustantivo que siga a estas palabras como objeto de la preposición debe cambiarse con el adjunto de su correspondiente sufijo correcto. Los adjetivos que describen este sustantivo también deben cambiarse para reflejar este caso gramatical.
A excepción de los pronombres, el inglés no usa palabras diferentes para distinguir si un sustantivo es subjetivo u objetivo. Otros idiomas, como el alemán y el latín, cambian ligeramente la forma de sus sustantivos. Muy pocos lenguajes van más allá con los casos preposicionales para separar sustantivos usados como objetos directos, indirectos u objetos de una preposición. Es posible que algunos idiomas no tengan un caso separado, pero pueden requerir reglas gramaticales adicionales. El español, por ejemplo, requiere una segunda preposición, equivalente a “de”, cuando el sustantivo del objeto es una palabra que representa a un ser humano.