Zermelo teoreem ehk täieliku järjestuse teoreem on oluline teoreem hulgateoorias (täpsemalt Zermelo-Fraenkeli hulgateoorias), mis ütleb:
Kui eeldada ülejäänud aksioome Zermelo-Fraenkeli aksiomaatikas, on Zermelo teoreem samaväärne nii valikuaksioomiga kui ka Zorni lemmaga.[1] Seetõttu võidakse ZFC-s asendada valikuaksioom Zermelo teoreemiga.
Zermelo teoreem on saanud nime saksa matemaatiku Ernst Zermelo järgi, kes tõestas selle väite 1904, eeldades valikuaksioomi.[2].