Caixa-preta refere-se ao sistema cujo funcionamento é desconhecido. Frequentemente, para compreender o funcionamento de uma caixa-preta, procura-se conhecer as manipulações externas, em vez se tentar desvendar seu funcionamento interno. Para isso, aplicam-se estímulos ou ações na entrada e verifica-se a saída, para ver quais são as reações ou efeitos.

Um exemplo de caixa-preta são os testes de novas drogas com ratos de laboratório. Os cientistas esperam que a droga cause algum efeito, mas não sabem exatamente qual. Nesse caso, a caixa preta é o organismo do rato. Eles injetam a droga no rato – o que consiste em um estímulo, ou em uma entrada –, e observam as reações, ou saídas.Com base nas saídas, procuram inferir o que aconteceu dentro da caixa-preta, ou seja, como funciona o organismo do rato.

O termo inglês feedback pode ser traduzido como retroação, retroalimentação ou realimentação. Esta palavra, contudo, é amplamente utilizada, talvez mais do que suas traduções. O importante é entender o seu significado no que se refere a sistemas.