Estudio del comportamiento emergente (entre los que se incluye los comportamientos críticos y los cambios de fase) de  sistemas extendidos con un número muy elevado de elementos o grados de libertad, y que en general se pueden encontrar en una situación de equilibrio o fuera del equilibrio, utilizando para ello la información de las leyes microscópicas que rigen la dinámica de los elementos y aplicando las herramientas matemáticas de la teoría de probabilidades y de los procesos estocásticos. La finalidad es comprender el comportamiento emergente de sistemas constituidos por muchos elementos.