La théorie des automates est l'étude des machines abstraites et automates, ainsi que les problèmes qui peuvent être résolus par les automates. C'est une théorie en informatique théorique et en mathématiques discrètes (un sujet d'étude à la fois en mathématiques et en informatique). Le mot automata (pluriel d’automate) vient du mot grec αὐτόματα, qui signifie "se fabriquer soi-même".

La théorie des automates est étroitement liée à la théorie du langage formel. Un automate est une représentation finie d'un langage formel pouvant être un ensemble infini. Les automates sont souvent classés en fonction de la classe de langages formels qu'ils peuvent reconnaître, généralement illustrés par la hiérarchie de Chomsky, qui décrit les relations entre divers langages et types de logiques formalisées.

Les automates jouent un rôle majeur dans la théorie du calcul, la construction du compilateur, l’intelligence artificielle, l’analyse syntaxique et la vérification formelle .