Po općeprihvaćenoj definiciji, teorija determinističkog kaosa je kvalitativno proučavanje nestabilnog neperiodičkog ponašanja u determinističkim nelinearnim dinamičkim sustavima.

    Krenimo po redu: nestabilno ponašanje je ono kod kojeg je za prelaz između periodičkog i neperiodičkog, pa čak i između vrsta neperiodičkog ponašanja, potrebna vrlo mala promjena u sustavu – to također uključuje vrlo značajnu osjetljivu ovisnost o početnim uvjetima, spomenutu u uvodu. Kao primjer za nestabilnost možemo uzeti atmosferske promjene i popularni leptirov učinak. Usput, treba spomenuti da ovisnost o početnim uvjetima nije svojstvo samo kaotičnih sustava, ali da svi kaotični sustavi nužno imaju to svojstvo.

    Nadalje, neperiodičko ponašanje označava da nijedan parametar sustava ne prolazi kroz periodičke promjene vlastitih vrijednosti, tj. da se niti jedno stanje sustava ne ponavlja u potpunosti. I ovdje možemo primjera radi spomenuti meteorološke vremenske prilike, jer promatrajući npr. dnevne temperature kroz godinu možemo reći da su općenito ljetni dani topliji od zimskih, ali se svejedno temperature nikada potpuno ne ponavljaju. Ovdje je potrebno spomenuti da kaotični sustavi nisu u svim mogućim stanjima kaotični, već da, osim pravilnosti u kaosu, postoje i potpuno pravilna, periodična stanja, u kojima ne vlada kaos. Dakle, definicija ne kaže da teorija kaosa proučava samo kaotična stanja dinamičkih sustava, nego sva stanja sustava koji mogu u određenim uvjetima biti kaotični. Npr. kapajuća slavina je uglavnom periodički sustav, ali kako i takav sustav može biti kaotičan (konkretno, pri većem toku vode), onda je i ona iz perspektive determinističkog kaosa zanimljiva.

    Nelinearni sustav je onaj sustav čiji model je opisan nelinearnim jednadžbama (osim ako taj model ne reduciramo do linearnosti, što je bila praksa fizičara klasične mehanike, i time izgubimo na njegovoj ispravnosti i upotrebljivosti). Nelinearnost zakona koji sustavom vladaju je preduvjet za nastanak determinističkog kaosa u njemu, kao i ostalih pojava vezanih za kaos.

    Dinamički sustav je onaj koji doživljava promjene stanja u vremenu, odnosno, po svojoj prirodi nije statičan (iako dinamički sustavi imaju svoje točke mirovanja, u kojima se parametri sustava više ne mjenjaju, primjerice njihalo koje miruje u okomitom položaju, ovješeno prema dolje).