A pillangóhatás magába foglalja a kiindulási tényezők fontosságát a káoszelméletben. Az alapgondolat az, hogy egy dinamikus rendszerben az apró változások nagymértékben megváltoztathatják a rendszer hosszútávú működését. Elsőként Edward Lorenz írt róla tanulmányt 1963-ban a New York-i Tudományegyetem számára. Tanulmányaiban költőien a pillangót használta, amit valószínűleg egy kép inspirált, ami hasonlít egy pillangóra. Más elméletek szerint a pillangó csupán a fikció szüleménye, melynek alapja a Mennydörgő robaj című novella (Ray Bradbury),bár ezt semmilyen bizonyíték nem támasztja alá.

A pillangóhatás felismerésének jelentősége, hogy a bonyolult rendszerek, például az időjárás változásait nehéz  megjósolni. Ez azért van, mert bármely véges modell, ami megpróbál szimulálni egy rendszert, kénytelen elhagyni valamennyit a kezdeti tényezőkből – például amikor az időjárást szimuláljuk, nem vehetjük figyelembe az összes pillangó szárnycsapásai által keltett szelet. Egy kaotikus rendszerben minden időegység szimulációjával felnagyítódnak ezek a hibák, míg a hibaszázalék el nem éri a százat. Ily módon az előrejelzések hasznavehetetlenek egy bizonyos idő után.