Qara qutu — dəqiq elmlərdə (kibernetika, sistem texnikası) işləmə mexanizmi çox mürəkkəb olan texniki sistemin halını təsvir etmək üçün tətbiq olunan abstrakt modeldir. Sistemin daxili strukturu bu halda nəzərdən atılır, yalnız onun xarici durumu araşdırılır. Qara qutu müəyyən funksiyaları icra edir, giriş (İnput) və çıxış parametrləri (Output) ilə təsvir olunur. Sistem nəzəriyyəsində qara qutu araşdırılarkən yalnız onun giriş (həyacanlandırma) və çıxış (reaksiya) parametrləri arasındakı əlaqə öyrənilir. Bu parametrlər arasında mövcud olan əlqə xarici təsirlər də nəzərə alınmaqla riyazi üsulların tətbiqi ilə modelləşdirilə bilirlər. Yəni girişinə verilən siqnallara onun reaksiya verməsi bu modellər əsasında qabaqcadan deyilə bilir. Bu üsul maşınqayırmada çoxlu sayda təsiri altında işləyən texnoloji proseslərin araşdırılmasında geniş tətbiq olunur.

Məsələn, torna ilə emalda kəsmə parametrləri ilə (İnput: pəstahın , , və s.) pəstahda alınan səthin təmizliyi (Output: kələkötürlük, dəqiqlik, forma, sağlamlıq və s.) arasındakı asılılığı kəsmə prosesində səthin əmələgəlmə mexanizmini araşdırmadan riyazi üsullarla modelləşdirmək olur. Burada eksperimentlərin statistik planlanmasından geniş istifadə olunur.