In der Theoretischen Informatik geht es, wie der Name schon sagt, nur um Theorie. Mathematische und logische Vorgänge stehen im Vordergrund. Dieser Teilbereich der Informatik ist weitestgehend unabhängig von Computern und beschäftigt sich grundsätzlich mit der Frage „gibt es eine Möglichkeit, das Problem rechnerisch zu lösen? Und wenn ja, wie effizient ist sie?“ Die Theorie ist Grundlegend für die anderen Teilbereiche der Informatik. Sie ist zeitunabhängig, denn die Konzepte, die erarbeitet werden, können auf Nachfolger des Computers übertragen werden.

Teilgebiete der Informatik:

1.1: Automatentheorie und formale Sprachen: Im Mittelpunkt stehen Wörter und formale Sprachen (Mengen von Wörtern).

Diese sind ein nützliches Abstraktionsmittel in der Informatik. Man kann z.B. die Eingabe oder Ausgabe eines Programmes als Wort betrachten und die Menge der syntaktisch korrekten Eingaben als Sprache.

Heutige Verschlüsselungsverfahren basieren auf der Annahme, dass das Multiplizieren zweier Zahlen deutlich einfacher ist, als aus dem Ergebnis die Ausgangszahlen zu ermitteln. Dies ist jedoch noch nicht bewiesen. Überall versucht man, den Beweis zu finden, dass diese Verfahren wirklich nicht schnell knackbar sind. Wenn jemand aber einen Weg findet, die Ausgangszahlen einfach zu ermitteln, wären alle Internetverbindungen ungesichert.