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動態系統理論是數學領域中的一部份．主要在描述複雜的動態系統，一般會用微分方程或差分方程來表示。若用微分方程來表示，會稱為「連續動態系統」，若用差分方程來表示，則稱為「離散動態系統」。若其時間只在一些特定區域連續，在其餘區域離散，或時間是任意的時間集合（像康托爾集），需要用時標微積分來處理。有時也會需要用混合的算子來處理，像微分差分方程。

動態系統理論處理動態系統長期的量化特性．及研究一些自然界基本的運動方程系統的解，包括衛星的運動方程，電路的特性．以及生物學中出現偏微分方程的解。許多當代的研究集中在混沌理論的研究。

此領域有時也稱為動態系統、系統理論、數學動態系統理論或是動態系統的數學理論等。