La théorie algorithmique de l'information, initiée par Kolmogorov, Solomonov et Chaitin dans les années 1960, vise à quantifier et qualifier le contenu en information d'un ensemble de données, en utilisant la théorie de la calculabilité et la notion de machine universelle de Turing. Cette théorie permet également de formaliser la notion de complexité d'un objet, dans la mesure où l'on considère qu'un objet (au sens large) est d'autant plus complexe qu'il faut beaucoup d'informations pour le décrire, ou — à l'inverse — qu'un objet contient d'autant plus d'informations que sa description est longue. La théorie algorithmique de l'information est fondée sur cette équivalence : la description d'un objet est formalisée par un algorithme (autrement dit une machine de Turing), et sa complexité (autrement dit son contenu en information) est formalisé par certaines caractéristiques de l'algorithme : sa longueur ou son temps de calcul. Ces fondements sont différents de ceux de la théorie de l'information de Shannon : cette dernière n'utilise pas la notion de calculabilité et n'a de sens que par rapport à un ensemble statistique de données. Cependant, les deux théories sont compatibles et des liens formels entre elles peuvent être établis. Tandis que la théorie de l'information de Shannon a eu de nombreuses applications en informatique, télécommunications, traitement de signal et neurosciences computationnelles, la théorie algorithmique de l'information a été utilisée avec succès dans les domaines de la biologie, de la physique et même de la philosophie. L'idée principale de la théorie algorithmique de l'information est qu'une chose est d'autant plus complexe, ou contient d'autant plus d'information, qu'elle est difficile à expliquer, c'est-à-dire fondamentalement longue à expliquer. Voici par exemple trois descriptions d'objets : D1 : D2 : D2' : En termes de longueur de description, D1 est plus courte que D2' qui est plus courte que D2. Que D1 soit la plus courte description semble normal, et est lié au fait que l'objet décrit est « plus simple ».