Teorija odločanja je interdisciplinarno področje študija, ki zadeva matematike, statistike, ekonomiste, filozofe, menedžerje, politike, psihologe in vse, ki jih zanimajo analize odločitev in njihovih posledic. Osnovni formalizem teorije odločanja je izplačilna tabela, ki preslika medsebojno izključujoče odločitve v medsebojno izključujoča naravna stanja. Na primer, »Odločitev X vodi do rezultata Y«, »Odločitev Y vodi do rezultata Z« itd. Kadar nabor rezultatov, ki ustreza kateri koli odločitvi, ni znan, to situacijo imenujemo odločitev v negotovosti, področje študija, ki prevladuje v teoriji odločanja.
Rezultatom v teoriji odločanja so običajno dodeljene uporabne vrednosti. Na primer, z vidika vojaškega načrtovalca bi smrti 1000 mož na bojišču lahko pripisali negativno korist 1000, smrti 500 pa negativno korist 500. Možni izidi v problemu teorije odločanja so lahko pozitivno, negativno ali oboje. Dodelitve uporabnosti so lahko poljubne in temeljijo na mnenjih nosilca odločanja – na primer, smrti 1000 moških se lahko dodeli več kot dvakratna negativna korist smrti 500 moških.
Pričakovana uporabnost odločitve se izračuna kot vsota verjetnosti vsakega možnega izida, pomnožena s uporabnostjo vsakega izida. Na primer, sprejetje dane odločitve lahko privede do pozitivne koristnosti 100 z verjetnostjo 75 % in negativne koristnosti 40 z verjetnostjo 25 %. 75 % krat 100 je enako pozitivnih 75. 25 % krat -40 je enako -10. 75 minus 10 daje 65, kar pomeni, da je splošna pričakovana uporabnost odločitve 65.
Očitno je takšna kvantitativna natančnost možna le pri problemih, pri katerih so vsa števila in verjetnosti znane vnaprej. To velja za nekatere težave z igrami na srečo, kot je poker. Teorija odločanja ponuja številne predloge, kako oceniti kompleksne verjetnosti pod negotovostjo, od katerih večina izhaja iz Bayesovega sklepanja.
Teorija odločanja je lahko normativna ali deskriptivna. Normativna teorija odločanja se nanaša na teorije o tem, kako bi se morali odločati, če želimo povečati pričakovano uporabnost. Deskriptivna teorija odločanja se nanaša na teorije o tem, kako dejansko sprejemamo odločitve. Deskriptivne teorije odločanja so zapletene, pogosto nepotrebne, in nam pomagajo naučiti, kako se človeške odločitve sistematično zmotijo. To se navezuje na sorodno področje hevristike in pristranskosti, ki je v zadnjem desetletju prišlo v veliko modo na področju ekonomije.