复杂系统理论（system complexity）是系统科学中的一个前沿方向，它是复杂性科学的主要研究任务。复杂性科学被称为21 世纪的科学，它的主要目的就是要揭示复杂系统的一些难以用现有科学方法解释的动力学行为。与传统的还原论方法不同，复杂系统理论强调用整体论和还原论相结合的方法去分析系统。目前，复杂系统理论还处于萌芽阶段，它可能蕴育着一场新的系统学乃至整个传统科学方法的革命。生命系统、社会系统都是复杂系统，复杂系统理论的应用在系统生物学的研究与生物系统计算机数学建模中具有重要的意义。
它与传统控制系统的主要区别
1． 模型：系统的模型通常用主体（agent）及其相互作用来描述，或者用演化的变结构描述。
2． 目标：以系统的整体行为，如涌现（emergence）等作为主要研究目标和描述对象。
非线性理论观察和分析事物的复杂系统，要求克服对立统一规律观察和分析事物简单的两元结构思 维。在复杂系统理论看来，世界所有事物，都自成系统又归属于一个高于其结构的更大系统。每个系 统，相对于高于其结构层次的大系统而言，它只是构成这个大系统的一个或几个要素，或作为大系统的 某一结构层次的事物而存在。事物因其归属不同，因其所处关系或结构不同，而成其为不同的存在，成 其为不同性质的事物。与此同时，分处不同的系统或系统不同层次中的事物，当其组织的外延超出了一 定的格局或一定的物质、能量、信息场域时，那外面的更大系统或系统的更大层次则既可能是统属该系 统的更宏大系统，又可以是该系统赖以存在和发展的外部环境。比如地球是一个自成系统的宏大事物，但它归属于太阳系，太阳系是统属地球的一个更宏大的系统，地球仅作为它的一个成分、一个要素而存 在，，但若把地球当作一个系统看待，太阳系则成为地球生存和发展的环境。自然，太阳系归属于更大于 它的银河系。当我们把太阳系作为一个相对独立的系统看待时，银河系则成为太阳系生存和发展的外部 环境。这个外部环境，不仅影响和规定着太阳系的整体运演，还大量间接地影响和规定着太阳系内各星 球的生存和发展。相对地，它又是太阳系每个场域要素——星球更宏远的外部环境。事物复杂系统的这 种层层相属、环环相扣的互规定关系，是事物的真实存在，远非是一种矛盾双方的对立统一关系定在： 复杂系统理论要求对事物存在、运动、发展的机理，作出超越矛盾二元结构简单思维的立体理解。
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