카오스(chaos)란 본래 그리스의 우주개벽열에서 연유한 그리스어로 만물생성 이전의 원초상태를 말하는데 혼돈, 혼란 또는 창조의 원천, 불규칙 천이현상 등을 뜻하며 영어로 케이오스라고도 한다.
최초로 카오스에 대한 연구를 시작한 것은 19세기말에 "파도의 전파와 유체 역학" 이란 명저를 쓴 프랑스의 수학자 아다마르, 프랑스의 철학자이며 과학 자인 포앙카레 등이었고, 카오스이론을 정립한 사람은 미국 매사추세츠 공대 의 명예교수인 에드워드 N. 로렌즈이다.
1963년에열대유의 수치적 연구에서 자유도3의 산일계(에너지가 열로 변환하는 산일구조)에 대한 결정론적 지배방정식으로 카오스가 발생한다는 것을 처음으로 지적했다. 카오스는 시스템의 자유도가 매우 크며 양자역학에 있어서의 불확 정성에 의한 것이 아니라 시스템의 비선형에 기인하는 것임을 밝힌것이다. 카오스 현상은 미분방정식이나 차분방정식의 초기치가 극히 조금만 변화해도 시간의 경과에 따라 커다란 차이를 불러일으킨다. 그것은 나비의 날개움직임 과 같은 극히 미미한 초기상태의 차이가 먼 장래의 상태에 커다란 차이를 초래케 한다는 것에 비유해 "버터플라이효과"라고 불린다. 예를 들면 서울에서 나비가 날개짓을 하면 그것이 뉴욕의 태풍의 원인이 될지도 모른다는 것이다카오스이론은 넓은 분야의 기초과학에 커다란 영향을 미쳤으며 이 이론을 적용한 전자 제품들이 활발히 개발되고 있는데 예를 들면 프로그램을 자동적으로 작성하거나 불완전한 데이터를 취급할 수 있는 뉴로컴퓨터에 카오스 이론 을 적용한 고차원의 플렉시블 뉴로컴퓨터 등을 들 수 있다.