Die Chaosforschung beschäftigt sich mit Systemen, die komplexe zeitliche oder räumliche Strukturen aufweisen. Hinter dieser Komplexität stecken oft einfache, deterministische Regeln, die die Chaosforschung zu ermitteln sucht. Ziele dieser Modellbildungen sind vor allem Kurzzeitvorhersagen und die Berechnung von Eigriffsmöglichkeiten, um mit minimalem Energieaufwand maximale Wirkungen zu erzielen.
Die Chaosforschung gliedert sich demnach in folgende Bereiche: