Optimointiteoria on matematiikan osa-alue, joka tutkii menetelmiä minimipisteen määrittämiseksi funktioille muotoa , missä on funktion lähtöavaruus. Minimipisteessä funktio saavuttaa pienimmän arvonsa, joka ei kuitenkaan välttämättä ole yksikäsitteinen. Minimipisteen määrittämistä kutsutaan matemaattiseksi optimoinniksi.
