A Investigação Operacional é uma ciência aplicada voltada para a resolução de problemas reais, em que se procura trazer para o campo da tomada de decisões (sobre a concepção, o planeamento ou a operação de sistemas) a atitude e os métodos próprios de outras áreas científicas. Através de desenvolvimentos de base quantitativa, a Investigação Operacional visa também introduzir elementos de objectividade e racionalidade nos processos de tomada de decisão, sem descurar no entanto os elementos subjectivos e de enquadramento organizacional que caracterizam os problemas.

A Investigação Operacional nasceu durante a Segunda Guerra Mundial, quando os Aliados se viram confrontados com problemas (de natureza logística e de táctica e estratégia militar) de grande dimensão e complexidade. Para apoiar os comandos operacionais na resolução desses problemas, foram então criados grupos multidisciplinares de cientistas em que se incluíam matemáticos, físicos e engenheiros, a par de outros oriundos das ciências sociais. Esses cientistas mais não fizeram do que aplicar o método científico, que tão bem conheciam, aos problemas que lhes foram sendo colocados. Desenvolveram então a ideia de criar modelos matemáticos, apoiados em dados e factos, que lhes permitissem perceber os problemas em estudo e ensaiar e avaliar o resultado hipotético de estratégias ou decisões alternativas.

O sucesso e credibilidade ganhos durante a guerra foram tão grandes que, terminado o conflito, esses grupos de cientistas e a sua nova metodologia de abordagem dos problemas se transferiram para as empresas que, com o "boom" económico que se seguiu, se viram também confrontadas com problemas decisionais de grande complexidade. Fizeram-se desde então grandes desenvolvimentos técnicos e metodológicos que hoje, com o apoio de meios computacionais de crescente capacidade e disseminação, nos permitem trabalhar enormes volumes de dados sobre as actividades das empresas e, através de adequados modelos de base quantitativa, ensaiar e avaliar linhas de acção alternativas e encontrar as soluções que melhor servem os objectivos dos indivíduos ou organizações.

Face ao seu carácter multidisciplinar, a Investigação Operacional é uma disciplina científica de características horizontais, estendendo-se os seus contributos por praticamente todos os domínios da actividade humana, desde a engenharia à medicina, passando pela economia e a gestão.