Тео́рия надёжности математическая, раздел теории вероятностей, изучающий вопросы, связанные с надёжностью технических изделий и систем на основе построения математических моделей рассматриваемых объектов. Применение теории вероятностей в теории надёжности связано с тем, что характеристики, описывающие показатели надёжности (моменты появления отказов, длительности ремонта и т. д.), часто являются случайными. Для расчёта вероятности безотказной работы объекта в течение некоторого времени используются аналитические методы теории случайных процессов. Расчёт количественных показателей надёжности объектов с учётом возможности восстановления отказавших устройств во многом аналогичен расчёту показателей систем теории массового обслуживания.