الخوارزمية هي إجراء مُتدرج يضمن حلاً لمشكلة معينة إن وُجد. وهي منهجية، ومحددة، ومُعرّفة بوضوح كافٍ بحيث يمكن للحاسوب - أو الإنسان المُتقن - اتباعها دون ارتجال.

في علم النفس المعرفي، يُستخدم هذا المصطلح للتمييز بينه وبين الأساليب الاستدلالية. قد تقوم خوارزمية حلّ الجناس على توليد جميع الترتيبات الممكنة للأحرف حتى تظهر الكلمة؛ هذه الطريقة مضمونة النتائج ولكنها بطيئة. أما الأسلوب الاستدلالي فقد يكون تجربة البادئات واللواحق الشائعة أولًا؛ وهو أسرع ولكنه قد يفشل. نادرًا ما يستخدم الناس الخوارزميات البحتة لحلّ مشاكلهم اليومية لأن مساحة البحث غالبًا ما تكون واسعة جدًا والوقت محدود.

في علوم الحاسوب، تُعدّ الخوارزميات جوهر البرمجة. فالفرز والبحث وإيجاد المسارات والتشفير، جميعها تعتمد على إجراءات مصممة بعناية، ويمكن تحليل كفاءتها رياضياً. وقد دخلت هذه الروح المنهجية نفسها إلى علم النفس من خلال النماذج الحاسوبية للإدراك والذاكرة واتخاذ القرارات.

عندما يتم وصف عملية ما بأنها خوارزمية، فإن الادعاء هو أن كل خطوة محددة وأن النتيجة، إذا توفرت موارد كافية، مضمونة.