黑箱，又称“黑盒”、“黑匣”，它不是我们日常生活中的木板箱、铁皮箱等实物，而是控制论中的一个概念——它是指内部结构还不清楚，由于条件限制，只能通过外部观察和试验去认识其功能和特性的系统。譬如西瓜就是一个“黑箱”，你想买，又不放心，但又不能打开看看内部情况。

黑箱的例子有：西瓜在购买时无法了解其内部品质，太阳和地球因为距离或条件限制无法直接探查其内部结构，人类大脑的工作机制至今也不完全清楚。在物理学或电子工业中，黑箱可以指一个未知内部结构，只露出若干接头的电路，如二端口网络。计算机科学中，黑箱可能是指内部工作方法不清楚的程序，例如闭源软件。系统工程学中，黑箱用来描述那些只能根据外部表征来推测功能的系统，如中医的经络结构。

研究黑箱的方法主要有两种：第一种是通过一定的手段进入研究对象的内部，直接观察其内部结构，直接控制它的内部运动。第二种，也称为“黑箱系统辨认法”，是通过对事物系统外部进行观测试验来找出输入和输出关系，并由此来研究事物的整体功能和特性或探索其内部结构和机理的一种特殊方法。在物理竞赛中，这种方法被用于通过测量黑箱若干接头的电学特性来推断箱内的电路结构。

黑箱的概念不仅应用于科学研究，还广泛应用于教育和工程实践。例如，在中国的全国中学生物理竞赛中，黑箱题目要求参赛者通过测量接头的电学特性来推断出箱内的电路结构。

黑箱的概念也被用于描述组织内部的决策过程，这时通常被称为“黑箱作业”或“黑箱操作”，意指决策过程的不透明性，通常带有负面的意涵。这种用法强调了信息不对等和缺乏透明度在决策过程中的影响。