Les théorèmes limites centraux sont des théorèmes pour la théorie des probabilités. Ils disent qu'étant donné un grand nombre de variables aléatoires indépendantes, leur somme suivra une distribution stable. Si la variance des variables aléatoires est finie, il en résultera une distribution gaussienne. C'est l'une des raisons pour lesquelles cette distribution est également connue sous le nom de distribution normale.
Le plus connu et le plus important d'entre eux est connu sous le nom de théorème de la limite centrale. Il s'agit d'un grand nombre de variables aléatoires ayant la même distribution, et ayant une variance finie et une valeur attendue.
Il existe différentes généralisations de ce théorème. Certaines de ces généralisations ne nécessitent plus une distribution identique de toutes les variables aléatoires. Dans ces généralisations, une autre condition préalable permet de s'assurer qu'aucune variable aléatoire n'a une plus grande influence sur le résultat que les autres. Les conditions de Lindeberg et de Lyapunov en sont des exemples.
Le nom du théorème est basé sur un article que George Pólya a écrit en 1920, About the Central Limit Theorem in Probability Theory and the Moment problem.