استعمال الطرق العلمية والرياضية لتحليل وتحسين الكفاءة في العمل والإدارة. وهي مزيج من الإحصاء وإدارة الأعمال لدراسة وتحليل المشكلات والمواقف المعقدة موضوعيا لخدمة العاملين عن طريق إعطائهم أدوات تحليلية تساعدهم على تحقيق فهم أفضل للأوضاع القائمة في المؤسسة أو المجتمع عامة وأساليب لتنظيم التفكير للتخطيط وتحسين الأداء. وهي ليست علما محددا مختصا بأمر من الأمور دون سواه بل هي أسلوب له فلسفته الخاصة حيث تؤخذ الأمور بشكل موضوعي ومنطقي. وهدف البحوث هو الاستفادة من جميع الحقائق المعروفة وتقديم أساس تحليلي وموضوعي لاتخاذ القرارات. وهي تشمل استخدام طرق وضع البرامج الخطية وطرق التصفيف والمسار الحرج وأسلوب مونت كارلو والمحاكاة وغير ذلك.

تم تطويرهذه الأبحاث في بداية الحرب العالمية الثانية، حيث استعملت في البداية لتحسين العمليات العسكرية أثناء الحرب،  ثم انتشر استعمالها فيما بعد في الأعمال التجارية والصناعية كأدوات لتحليل الأنظمة والإجراءات ودراسة أجزائها وتفاعلاتها لتحسين أدائها كليا .  وتدخل أبحاث العمليات في الإحصائيات والفرضيات ونظريات المعلومات .