グラフ理論（グラフりろん、英: graph theory）は、数学の一分野。ノード（節点・頂点）の集合とエッジ（枝・辺）の集合で構成されるグラフの性質について研究する学問。なお「エッジ」をリンクという場合もある。コンピュータのデータ構造、アルゴリズムなどに広く応用されている。