Teorie sítí je obor aplikované matematiky a fyziky se stejným obecným předmětem jako teorie grafů. Teorie sítí se zabývá studiem grafů jako reprezentace buď symetrických vztahů, nebo obecněji asymetrických vztahů mezi diskrétními objekty. Obvykle jsou grafy, které vzbuzují obavy v teorii sítí, komplexní sítě, mezi něž patří například World Wide Web, Internet, sítě genové regulace, metabolické sítě, sociální sítě, epistemologické sítě atd. Viz seznam témat teorie sítí pro rozsah oblasti.