復雜系統是由許多可能相互作用的組件組成的系統。 復雜系統的例子有地球的全球氣候、生物體、人腦、電網、交通或通信系統等基礎設施、復雜的軟件和電子系統、社會和經濟組織（如城市）、生態系統、活細胞 ，最終是整個宇宙。

復合系統是由于依賴、競爭、關系或它們的部分之間或給定系統與其環境之間的其他類型的交互而導致其行為本質上難以建模的系統。 復雜的系統具有由這些關系產生的獨特屬性，例如非線性、涌現、自發順序、適應和反饋循環等。 由于此類系統出現在廣泛的領域中，它們之間的共性已成為其獨立研究領域的主題。 在許多情況下，將這樣的系統表示為網絡是有用的，其中節點代表組件和它們交互的鏈接。

復雜系統一詞通常指的是對復雜系統的研究，這是一種研究系統各部分之間的關系如何產生其集體行為以及系統如何與其環境相互作用并形成關系的科學方法。 復雜系統的研究將集體或系統范圍的行為作為研究的基本對象； 出于這個原因，復雜系統可以被理解為還原論的另一種范式，還原論試圖根據系統的組成部分和它們之間的個體相互作用來解釋系統。

作為一個跨學科領域，復雜系統吸收了許多不同領域的貢獻，例如物理學對自組織和臨界現象的研究、社會科學對自發秩序的研究、數學對混沌的研究、生物學對適應性的研究等等。 因此，復合系統經常被用作一個廣義術語，涵蓋許多不同學科的問題研究方法，包括統計物理學、信息論、非線性動力學、人類學、計算機科學、氣象學、社會學、經濟學、心理學和生物學。

復合系統主要關注系統的行為和屬性。 從廣義上講，系統是一組實體，通過它們的交互、關系或依賴關系，形成一個統一的整體。 它總是根據其邊界來定義，邊界決定了實體是或不是系統的一部分。 位于系統外部的實體隨后成為系統環境的一部分。

一個系統可以表現出產生行為的屬性，這些行為不同于它的部分的屬性和行為； 這些系統范圍或全局屬性和行為是系統如何與其環境交互或出現在其環境中的特征，或者是系統中各部分如何表現（例如，響應外部刺激）的特征。 行為的概念意味著系統研究也與隨時間發生的過程有關（或者，在數學中，一些其他相空間參數化）。 由于其廣泛的跨學科適用性，系統概念在復雜系統中發揮著核心作用。

作為一個研究領域，復雜系統是系統論的一個子集。 一般系統理論同樣關注相互作用實體的集體行為，但它研究的系統類別要廣泛得多，包括傳統還原論方法可能仍然可行的非復雜系統。 事實上，系統理論試圖探索和描述所有類別的系統，發明對廣泛不同領域的研究人員有用的類別是系統理論的主要目標之一。

因為它涉及復雜系統，系統理論有助于強調系統各部分之間的關系和依賴性可以確定系統范圍屬性的方式。 它還有助于復雜系統研究的跨學科視角：共享屬性將跨學科系統聯系起來的概念，證明追求適用于復雜系統的建模方法是合理的，無論它們出現在哪里。

對復雜系統很重要的特定概念，例如涌現、反饋循環和適應，也起源于系統理論。

對于一個系統來說，表現出復雜性意味著系統的行為不能輕易地從它的屬性中推斷出來。 任何忽略此類困難或將其描述為噪聲的建模方法都必然會產生既不準確又無用的模型。 迄今為止，還沒有完全通用的復雜系統理論來解決這些問題，因此研究人員必須在特定領域的背景下解決這些問題。