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Na teoria dos grafos, busca em profundidade (ou busca em profundidade-primeiro, também conhecido em inglês por Depth-First Search - DFS) é um algoritmo usado para realizar uma busca ou travessia numa árvore, estrutura de árvore ou grafo. Intuitivamente, o algoritmo começa num nó raiz (selecionando algum nó como sendo o raiz, no caso de um grafo) e explora tanto quanto possível cada um dos seus ramos, antes de retroceder(backtracking).
Uma versão da busca em profundidade foi investigada no século XIX pelo matemático francês Charles Pierre Trémaux como estratégia para solucionar labirintos.