نظريه‌ي اطلاعات شاخه‌اي از رياضي كاربردي و مهندسي برق است كه بر كمي‌سازي اطلاعات مبتني است. به ‌لحاظ تاريخي، نظريه ي اطلاعات براي يافتن حد نهايي فشرده‌سازي هرچه بيشتر داده‌هاي مخابراتي - به‌گونه اي كه قابل اعتماد باشند- ايجاد شد. اين نظريه اكنون تا آن‌جا گسترش يافته است كه در زمينه‌هاي ديگري مثل استنباط آماري ، پردازش زبان طبيعي، رمز نگاري ، دانش عصب‌‌شناسي، تكامل و عمل‌كرد رمز‌هاي مولكولي، انتخاب مدل در بوم‌شناسي (ecology)، فيزيك گرما، محاسبات كوانتومي، آشكاركردن سرقت‌هاي علمي و ادبي، و هر زمينه‌اي كه به‌نوعي با پردازش و تحليل اطلاعات سر و كار دارد، به‌كار گرفته مي‌شود.
يك شاخص كليدي در نظريه‌ي اطلاعات انترپي اطلاعات (information entropy) است كه برحسب ميانگين تعداد بيت‌هايي كه براي ذخيره‌سازي اطلاعات يا مخابره‌ آن‌ها لازم است تعريف مي‌شود، در واقع انترپي عدم قطعيتي را كه همراه متغير‌هاي تصادفي است، كمي مي‌كند. به‌عنوان مثال انترپي تعيين شانس به كمك پرتاب يك سكه(سكه‌ي سالم) از انترپي تعيين شانس به كمك ريختن يك تاس(تاس همگن) كم‌تر است.
كاربردهاي موضوعات اصلي نظريه‌ي اطلاعات شامل موارد زير است: متراكم‌سازي داده‌ها و چگونگي بازسازي آن‌ها بدون از دست رفتن اطلاعات(به عنوان مثال در فايل‌هاي زيپ شده)، فشرده‌سازي اطلاعات با تلف(lossy data comperssion) به‌ عنوان مثال در فايل‌هاي mp3 ، كدگذاري كانال(به عنوان مثال در خطوط DSL).
اين شاخه در فصل مشترك علوم مختلفي هم‌چون رياضي، فيزيك، آمار، علوم كامپيوتر، دانش عصب‌شناسي و نيز مهندسي برق قرار دارد.
تأثير پيش‌رفت اين شاخه از دانش بر سفر‌هاي پژوهشي در اعماق فضا، اختراع ‌ لوح فشرده(‌CD) ، ايجاد و توسعه‌ي شبكه‌ي جهاني اينترنت، امكان طراحي و بهره‌برداري از تلفن‌ هاي همراه، مطالعه و پژوهش در زمينه‌ي زبان‌شناسي و ادراك انساني، فهم ماهيت سياه چاله‌ها، و بسياري زمينه‌هاي ديگر غيرقابل انكار است. از مهم‌ترين زيرشاخه‌هاي اين رشته مي‌توان كد گذاري منبع، كدگذاري كانال، نظريه‌ي پيچيدگي الگوريتمي، نظريه‌ي اطلاعات الگوريتمي، و پيش‌بيني اطلاعات را نام برد.