La aleatoriedad se refiere a eventos, procesos o modelos en los que algunos de los resultados son esencialmente imprevisibles, por efectos relacionados con el azar.
La palabra aleatorio se usa para expresar una aparente carencia de propósito, causa, u orden.
En cambio, el término aleatoriedad se usa a menudo como sinónimo con un número de propiedades estadísticas medibles, tales como la carencia de tendencias o correlación, es decir, que no haya patrones que se puedan identificar.
La especie humana se ha preocupado de la aleatoriedad y la imprevisibilidad aparejada desde tiempos prehistóricos.
La creencia en la posibilidad de la adivinación (al leer mensajes siguiendo patrones aleatorios e imprevisibles), los juegos de azar y en parte la encomendación a deidades religiosas están conectadas con la preocupación por la imprevisibilidad y la aleatoriedad.
En ellos, si bien los mecanismos físicos pueden ser incluso deterministas, pequeñas variaciones de los factores condicionantes conducen a resultados muy diferentes.
Para resolver este problema, a veces se dice que los eventos aleatorios son causados por azar.
Algunos sistemas matemáticos, por ejemplo, pueden verse como aleatorios; sin embargo son de hecho impredecibles.
Esta aleatoriedad a pequeña escala se encuentra en casi todos los sistemas del mundo real.
Los sistemas caóticos son impredecibles en la práctica debido a su extrema dependencia de las condiciones iniciales.
Se requiere la impredecibilidad en algunas aplicaciones, tales como los múltiples usos de los números aleatorios en la criptografía.
En otras aplicaciones, como el modelado o la simulación, la aleatoriedad estadística es esencial, pero la predictibilidad también sirve de ayuda (por ejemplo, cuando se ejecutan repetidamente simulaciones o pruebas de reconocimiento, puede ser muy útil poder volver a ejecutar el modelo con la entrada aleatoria exacta numerosas veces).
Lidiar sensiblemente con la aleatoriedad es un problema duro para la ciencia moderna, las matemáticas, la psicología y la filosofía.
En adición, asegurar imprevisibilidad, especialmente contra una grupo bien motivado, ha sido más difícil aún.
Algunos teólogos han intentado resolver la aparente contradicción entre la deidad omnisciente y el libre albedrío usando la aleatoriedad, arguyendo que si la deidad omnisciente conoce pasado, presente y futuro, las personas no tendrían una libertad total, puesto que realmente todo su futuro —que incluye las decisiones humanas libres— estaría ya predestinado y sabido, y esto contradiría una propiedad del libre albedrío que implica que una acción humana libre debe poder realizarse de un modo, o de su contrario, sin poder predecirse.
Los resultados podían ser algunas veces colectados y distribuidos como tablas de números aleatorios.
Esta lógica es solo válida si la tirada es de alguna manera parcial y los resultados no tienen igual probabilidades —por ejemplo, con un dado pesado—.
Nótese que en la naturaleza, eventos inesperados o inciertos raramente ocurren con frecuencias perfectamente iguales.