Un sistema complesso è una disposizione di un gran numero di elementi correlati ma diversi con intricate relazioni e interconnessioni. La ricerca sulla complessità viene applicata in un'ampia gamma di campi, tra cui sviluppo di software, architettura, intelligenza artificiale, pianificazione urbana, networking, bioinformatica e ingegneria del software.
I sistemi complessi in genere ricevono input da molte fonti e sono altamente modificabili. Nel mondo fisico, il clima terrestre è un esempio di un sistema complesso. Nella tecnologia, Internet è un ottimo esempio di un sistema complesso o forse un sistema di sistemi: un sistema ampio e complesso composto da sistemi multipli, dispersi e indipendenti. Il fiorente Internet of Things (IoT) aggiunge complessità man mano che si sviluppa, rendendo possibile la raccolta di dati e l'interazione con un numero sempre crescente di dispositivi e oggetti, molti dei quali possono anche comunicare automaticamente tra loro.
La teoria del caos si occupa dell'apparente mancanza di ordine e prevedibilità nei sistemi complessi. Il caos, in questo contesto, si riferisce a un'apparente mancanza di ordine in un sistema che tuttavia obbedisce a leggi o regole particolari. Le due proposizioni principali della teoria del caos sono l'idea che i sistemi - non importa quanto complessi possano essere - si basano su un ordine sottostante, e che sistemi ed eventi molto semplici o piccoli possono causare comportamenti o eventi molto complessi.