Riset operasi (RO) adalah disiplin ilmiah yang berkaitan dengan pengembangan dan penerapan metode optimasi berdasarkan pemodelan matematis dan berbagai pendekatan heuristik.
Metode riset operasi diterapkan dalam situasi di mana suatu kegiatan yang bertujuan perlu diorganisasikan dan dapat dilaksanakan dengan lebih dari satu cara — yaitu, di mana suatu keputusan harus dipilih dari sejumlah alternatif yang mungkin. Setiap alternatif memiliki kelebihan dan kekurangan tertentu, dan mengingat keadaan yang berlaku, tidak segera jelas alternatif mana yang lebih disukai dan mengapa.
Tujuan riset operasi adalah memberikan pembenaran kuantitatif awal untuk keputusan optimal, yang didasarkan pada suatu ukuran efektivitas. Pengambilan keputusan itu sendiri berada di luar cakupan riset operasi dan menjadi wewenang pengambil keputusan (PK) yang bertanggung jawab.
Metode riset operasi efektif untuk masalah yang terstruktur dengan baik. Masalah yang terstruktur dengan baik (atau yang mudah diformalkan) memungkinkan perumusan kuantitatif; ketergantungan-ketergantungan yang paling esensial di dalamnya diekspresikan melalui model formal dan disajikan dalam bentuk simbolik, di mana simbol-simbol tersebut memiliki nilai numerik. Metodologi riset operasi, selain perhitungan, juga memperhatikan dengan saksama proses perumusan masalah, pemilihan model matematis, serta interpretasi dan pemahaman hasil perhitungan.
Sebagian besar pekerjaan dalam riset operasi didasarkan pada metode pemrograman matematis. Berbeda dengan metode matematis murni, metode-metode ini menyediakan alat untuk perumusan masalah, menghasilkan daerah solusi yang layak, dan alternatif solusi. Selain itu, sebuah model pemrograman matematis dapat memperhitungkan berbagai kriteria (dalam bentuk fungsi tujuan dan kendala), yang meningkatkan objektivitas pengambilan keputusan.
Selain cabang yang berorientasi pada model pemrograman matematis, riset operasi juga mencakup metode dan model yang berlandaskan statistika matematis dan teori probabilitas. Metode riset operasi juga mencakup teori permainan, logika matematis, teori graf, dan metode-metode matematika diskrit lainnya.
Sebagai hasilnya, muncul sejumlah cabang riset operasi yang berbeda, yang masing-masing berlandaskan pada penerapan metode yang berbeda: pengendalian persediaan, penggantian peralatan, alokasi sumber daya, dan penjadwalan — yaitu kelas-kelas masalah yang berakar pada rumusan-rumusan utama pemrograman matematis — serta teori antrean, model teori permainan mengenai konflik dan persaingan, dan lain-lain.