El "efecto mariposa" es un concepto que hace referencia la noción de sensibilidad a las condiciones iniciales dentro del marco de la teoría del caos. Su nombre proviene de un antiguo proverbio chino: "el aleteo de las alas de una mariposa se puede sentir al otro lado del mundo".

La idea es que, dadas unas condiciones iniciales de un determinado sistema natural, la más mínima variación en ellas puede provocar que el sistema evolucione en formas totalmente diferentes. Sucediendo así que, una pequeña perturbación inicial, mediante un proceso de amplificación, podrá generar un efecto considerablemente grande.

Un ejemplo claro sobre el efecto mariposa es soltar una pelota justo sobre la arista del tejado de una casa varias veces; pequeñas desviaciones en la posición inicial pueden hacer que la pelota caiga por uno de los lados del tejado o por el otro, conduciendo a trayectorias de caída y posiciones de reposo final completamente diferentes. Cambios minúsculos que conducen a resultados totalmente divergentes.

En 1952 el escritor Ray Bradbury escribió un cuento de ciencia ficción titulado El sonido del trueno (A sound of Thunder). En él, unos cazadores viajan en el tiempo hasta llegar a la prehistoria y sin darse cuenta matan a un insecto. En consecuencia y debido a ello, cuando vuelven al presente se dan cuenta que el mundo en que se encuentran es totalmente diferente al que conocían en un principio. Ese insecto era una mariposa, cuya muerte a-histórica habría provocado un efecto en cadena de dimensiones inconmensurables.

El meteorólogo Edward Lorenz fue el primero en analizar este concepto en un trabajo de 1963 para la Academia de Ciencias de Nueva York. Lorenz, tratando de predecir el clima a través de fórmulas matemáticas que relacionaban variables como tiempo y humedad, lograba predecir la meteorología del día siguiente. Cuando revisó los datos se dio cuenta de que, haciendo pequeñísimos cambios en ellos, se lograban resultados absolutamente diferentes. Esto ocurre porque las variables meteorológicas están todas relacionadas. (véase Horizonte de predicciones).