Em matemática, a teoria da homotopia é um estudo sistemático de situações em que os mapas vêm com homotopias entre eles. Sabe-se que, se existir uma função contínua entre os espaços topológicos, significa que são homotópicos.
A teoria se originou como um tópico de aspectos abstratos da topologia algébrica, mas hoje em dia é estudada como uma disciplina independente. Além da topologia algébrica, a teoria também tem sido usada em outras áreas da matemática, como na geometria algébrica (por exemplo, a teoria da homotopia) e também na teoria das categorias (especificamente o estudo de categorias superiores).