Chaotische Systeme zeigen sensitive Abhängigkeit der Langzeitentwicklung von minimalen Änderungen in den Anfangsbedingungen. Beispiel: Obwohl die mechanischen Gesetze die Dynamik der Bahn eines Würfels exakt beschreiben, verstärken sich bei jedem Stoß mit der Tischplatte die Ungenauigkeiten in den Orts- und Geschwindigkkeitskoordinaten so stark, daß das Ergebnis des Wurfs letzlich von den Dezimalstellen weit hinter dem Komma abhängt, die zu Beginn des Wurfes gar nicht bestimmbar waren. Das Ergebnis erscheint damit zufällig.
Die Chaosforschung entwickelt Maßzahlen für das globale Verhalten des Systems, die unabhängig von den genauen Anfangsbedingungen sind. Ein Beispiel dafür sind Maße, die angeben, wie lange eine Vorhersage überhaupt sinnvoll sein kann.
Ebenso beschäftigt sich die Chaosforschung damit, wann welche Maßzahlen oder Modellparameter überhaupt sinnvoll zu bestimmen sind.