Sayılar teorisi (ya da aritmetik), tamsayılar ve bunlarla ilgili işlemleri inceleyen bilim dalıdır. Sayılar teorisi, tam sayıların (özellikle pozitif) özelliklerini inceleyen Matematiğin bir alanıdır. En eski alanlarından biri olan bu alanda uzun yıllar uygulama sahası çok az bulunmuştur. Fakat son yıllarda teknolojik gelişmelerin ve bilgisayar sistemlerinin temelinin sonlu sayıda işlem yapan makinelere dayanması bu alanı uygulama bulur hale getirmiştir. Aslen Matematiğin ihtiyaçtan değil de felsefi temellerden oluştuğunun bir kanıtıdır.