Czarna skrzynka, w nauce i inżynierii, to skrzynka, której działanie wewnątrz nie jest znane.

Jest to urządzenie, system lub obiekt z wejściem i wyjściem. Nie ma wiedzy na temat jego wewnętrznego działania. Sposób, w jaki działa, jest "nieprzejrzysty" (czarny). Prawie wszystko można określić mianem czarnej skrzynki: tranzystor, algorytm, czy ludzki mózg.

Ashby wyjaśnia, że termin ten powstał, gdy trzeba było podjąć decyzję o otwarciu skrzynki inżynierskiej. Pytanie brzmiało, czy oddać skrzynkę do naprawy, czy po prostu ją zezłomować. Czy można było o tym zdecydować bez otwierania skrzynki? Może być wiele powodów, dla których złożony system nie może być naprawiony w terenie, a nawet otwarcie niektórych systemów jest dużym problemem. Pytanie to pojawia się również przy operacjach na pacjentach z uszkodzeniami mózgu. Im więcej można odkryć przed operacją, tym lepiej. str. 86

Przeciwieństwem czarnej skrzynki jest system, w którym można zobaczyć wewnętrzne komponenty lub logikę. Jest on czasami znany jako clear box, glass box lub white box.