בפרק זה נעסוק בהבנה של הדינמיקות הבסיסיות שמאפיינות מערכות מורכבות. שנים רבות שחוקרים עוקבים אחרי הדפוסים שמתקיימים במערכות מאפשרים לנו להבין כיצד מערכות פועלות, כיצד הן משתנות וכיצד מתהווים ונוצרים דפוסים במערכות.
התחום של תורת המערכות החל להתפתח בערך ממחצית המאה העשרים, במטרה לספק מענה לסוגיות שהמדע התקשה לעסוק בהן. הגישה המדעית המסורתית נוטה להיות רדוקציוניסטית ואנליטית, כלומר מבקשת לבחון תופעות על ידי הפירוק שלהן לגורמים ובחינת כל אחד מן הגורמים. אולם במעלה הדרך גילו מדענים כי הגישה אינה מספקת בבחינה של תופעות מורכבות. התופעה של חיים חד תאיים, למשל, אינה שקולה לסך המולקולות המרכיבות אותה. באותו אופן החשיבה האנושית אינה סך הנוירונים הפועלים במוח האנושי.
אחד החוקרים הראשונים שבחן את התופעה המערכתית היה לודוויג פון ברטלנפי שבחן את התופעה בעולמות הביולוגיה. במעלה השנים התפתח בסיס הידע של תורת המערכת וגם יושם בעוד ועוד תחומים: לבחינת מערכות אנושיות, ארגונים, כלכלות ועוד. למרות הייחודיות של כל מערכת ניתן לשרטט קווים כלליים שמופיעים ברוב המערכות, בדפוסים האלו נעסוק בפרק הזה.