La théorie de l'effet papillon stipule que de petits changements peuvent avoir un impact sur des systèmes plus importants et imprévisibles. Edward Lorenz, un météorologue de 1972, a donné le concept de l'effet papillon dans son exposé "Predictability. Le battement d'ailes d'un papillon au Brésil déclenche-t-il une tornade au Texas ?". La notion selon laquelle les ailes d'un papillon peuvent affecter les systèmes météorologiques à des endroits éloignés illustre les difficultés de la prévision météorologique et la difficulté de faire des prédictions précises pour des systèmes complexes ou chaotiques.
Lorenz a suggéré des modèles multiples pour contrer le comportement imprévisible des systèmes complexes. Au lieu d'essayer de prévoir les effets d'un système météorologique à partir des meilleures données, Lorenz a utilisé une série de simulations en parallèle. Les conditions initiales de départ pouvaient être modifiées à chaque passage. Cette approche s'est avérée suffisamment efficace pour être encore utilisée par les météorologues aujourd'hui. Lorenz peut être considéré comme l'un des pionniers de la théorie du chaos. L'effet papillon est important car il décrit comment l'imprécision des mesures humaines et l'incapacité à prendre en compte tous les facteurs causaux initiaux rendent les prévisions de systèmes complexes, tels que la météo, trop chaotiques pour être facilement simulées ou prédites. L'effet papillon joue un rôle dans la théorie du chaos, qui traite de l'imprévisibilité des systèmes complexes et est souvent liée à la théorie quantique. Des concepts comme l'effet papillon remettent en question la probable interprétation mécanique déterministe de l'univers.