Tin học lý thuyết là tập hợp các chủ đề của khoa học máy tính tập trung vào các khía cạnh toán học trừu tượng của tính toán, chẳng hạn như lý thuyết tính toán (theory of computation), phân tích thuật toán (analysis of algorithms) và ngữ nghĩa của ngôn ngữ lập trình. Tuy bản thân tin học lý thuyết không phải là một chủ đề đơn nhưng các nhà nghiên cứu ngành này lập thành một nhóm con giữa các nhà nghiên cứu khoa học máy tính.