A lógica difusa ou lógica fuzzy é a forma de lógica multivalorada, na qual os valores verdade das variáveis podem ser qualquer número real entre 0 (correspondente ao valor falso) e 1 (correspondente ao valor verdadeiro), diferentemente do que se verifica na lógica booliana (também chamada, às vezes, lógica nítida), segundo a qual os valores lógicos podem ser apenas 0 ou 1.

A lógica difusa foi estendida para lidar com o conceito de verdade parcial, objetivando imitar o raciocínio humano em que o valor verdade situa-se entre o completamente verdadeiro e o completamente falso. Além disso, quando variáveis linguísticas são usadas, esses graus podem ser manipulados por funções especificas.

O termo lógica difusa foi introduzido em 1965 com a proposta da teoria de conjuntos difusos por Lotfi A. Zadeh. A lógica difusa tem sido aplicada em várias áreas, desde a teoria do controle à inteligência artificial. A lógica difusa tem sido no entanto estudada desde meados da década de 1920, como lógica infinito-valorada, por Łukasiewicz e Tarski.

As implementações da lógica difusa permitem que estados indeterminados possam ser tratados por dispositivos eletrônicos, aplicação bastante frequente em controle não-linear de processos industriais. Deste modo, é possível avaliar conceitos não quantificáveis. Casos práticos: avaliar a temperatura de uma caldeira (quente, morno, médio, etc.), o sentimento de felicidade (radiante, feliz, apático, triste, etc.), a veracidade de um argumento (corretíssimo, correto, contra-argumentativo, incoerente, falso, totalmente errôneo, etc.)

Muitos pesquisadores de versões booleinas de lógica não aceitam a lógica difusa como uma verdadeira lógica, no sentido em que aceitam, por exemplo, a lógica modal. Isso pode ser associado a diferentes fatos, entre eles o de que muitos modelos permitem soluções aproximadas, que não correspondem a uma "verdade" lógica.