Il lemma di Thue, chiamato così dal matematico norvegese Axel Thue, è un lemma della teoria dei numeri che afferma che, per ogni numero primo p e per ogni intero , la congruenza
(dove indica l'operazione modulo).
ammette una soluzione tale che .
Può essere usato per dimostrare il teorema di Fermat sulle somme di due quadrati.