תורת התורים היא תורה מתמטית העוסקת בתורי המתנה באמצעות מודל תורים, ונחשבת לענף בחקר הביצועים. התורה כוללת מידול מתמטי של מספר תהליכים קשורים, כמו הגעה לסוף התור, המתנה בתור, ושירות בתחילת התור על ידי נותן השירות (השרת). תורת התורים מאפשרת חישוב של מספר מדדי ביצועים כמו זמן המתנה ממוצע בתור, זמן המתנה משוער, זמן המתנה מקסימלי, והסבירות של התור להגיע למצב מסוים כמו תור ריק, תור מלא, זמן המתנה גבוה במיוחד וכו'. המתנה בתור מהווה בזבוז זמן ומשאבים נוספים, ועל כן תורת התורים חוקרת את התופעה. מטרתה להביא לייעול תהליכים הכוללים תורים. המחקר בתחום עושה שימוש נרחב בסטטיסטיקה.