Stochastický proces je matematický model popisující systém, jehož stav se v čase (nebo prostoru) mění náhodným způsobem. Každému časovému okamžiku je přiřazena náhodná veličina, což znamená, že budoucí stavy nejsou deterministicky určeny, ale mají různou pravděpodobnost. Typickým příkladem je Poissonův proces, který se používá například pro modelování příchodů zákazníků do obchodu. Jiným příkladem je Markovský řetĚzec, kde budoucí stav závisí pouze na stavu předchozím, nikoli na celé historii. Stochastické procesy jsou užitečné při simulacích reálných systémů, kde vývoj není předem zcela určitý. Ve vědeckých disciplínách jako ekonomie, biologie nebo informatika je jejich využití rozsáhlé. Důležitou vlastností stochastického procesu je jeho indexace v čase a definice nad pravděpodobnostním prostorem. Každá realizace procesu představuje jednu možnou trajektorii vývoje systému. V analýze je důležité zkoumat například střední hodnotu, rozptyl nebo korelaci mezi jednotlivými časovými body. Bez porozumění stochastickým procesům nelze dobře navrhovat řídicí systémy v prostředí neurčitosti. Tento pojem je základní pro oblast operační analýzy, zejmena v modelování procesů v času.
