A auto-organização é um processo onde alguma forma de ordem surge a partir de um sistema aleatório. O processo é espontâneo: ele acontece por si só. Ele não é dirigido ou controlado por nenhum agente dentro ou fora do sistema.

A auto-organização ocorre em vários sistemas físicos, químicos, biológicos, sociais e cognitivos. Um exemplo comum é a cristalização. Um exemplo da química biológica é a camada lipídica, que é a base da membrana celular, e por isso é de grande importância.

Muitas coisas auto-organizadas têm propriedades que são "emergentes". O que isto significa é que não se pode prever o que vai acontecer, geralmente porque as possibilidades são demasiadas para estudar. Alguns exemplos: