Hệ thống phức tạp là một hệ thống bao gồm nhiều thành phần có thể tương tác với nhau. Ví dụ về các hệ thống phức tạp là khí hậu toàn cầu, sinh vật, não người, cơ sở hạ tầng như lưới điện, hệ thống giao thông hoặc liên lạc, các tổ chức kinh tế và xã hội (như thành phố), hệ sinh thái, tế bào sống và cuối cùng là toàn bộ vũ trụ.Các hệ thống phức tạp là các hệ thống có hành vi rất khó mô hình hóa do sự phụ thuộc, cạnh tranh, mối quan hệ hoặc các loại tương tác khác giữa các bộ phận của chúng hoặc giữa một hệ thống nhất định và môi trường của nó. Các hệ thống " phức tạp " có các thuộc tính riêng biệt phát sinh từ các mối quan hệ này, chẳng hạn như phi tuyến tính, xuất hiện đột ngột, trật tự tự phát, thích ứng và các vòng phản hồi, trong số các mối quan hệ khác. Bởi vì các hệ thống như vậy xuất hiện trong nhiều lĩnh vực khác nhau, sự tương đồng giữa chúng đã trở thành chủ đề của lĩnh vực nghiên cứu độc lập của chúng. Trong nhiều trường hợp, rất hữu ích khi biểu diễn một hệ thống như một mạng nơi các nút đại diện cho các thành phần và liên kết đến các tương tác của chúng.