De
wachtrijtheorie of
wachtlijntheorie beschrijft, bestudeert en verklaart de verschijnselen die zich voordoen in wachtrijsystemen, systemen waarin klanten moeten wachten op bediening. De wachtrijtheorie wordt onder andere toegepast in de analyse en het ontwerp van
computers,
telecommunicatiesystemen en
productieprocessen. Wachtrijsystemen worden
wiskundig met behulp van technieken uit de
kansrekening geanalyseerd met het doel de meest effectieve maatregelen te vinden tegen een te lange wachttijd, of het gedrag van deze systemen te kunnen voorspellen en controleren. Wachtrijen leiden vaak tot veel irritatie. De wachtrijtheorie is daarom ook wel bekend als de
wiskunde van de ergernis.