Čierna skrinka alebo čierna schránka (z angl. black box) je hmotný systém (objekt, proces, jav) s vnútornou organizáciou, štruktúrou a správaním prvkov, o ktorých nemá pozorovateľ nijaké informácie, ale má možnosť vplývať na celý systém cez jeho vstupy a registrovať jeho reakcie cez výstupy. Preto sa skúmanie čiernej skrinky uskutočňuje behavioristicky. Pozorovateľ pôsobí na čiernu skrinku cez jej vstupy a dostáva informácie z výstupov, t. j. umožňuje skrinke pôsobiť na seba a svoje registračné zariadenie. Pozorovateľ a čierna skrinka vytvárajú tak spolu systém so spätnou väzbou.

Zjednodušená definícia: Čierna skrinka je označenie zariadenia (javu) u ktorého je známe jeho chovanie, prejavy a reakcie na podnety, ale princíp a konštrukcia na základe ktorých funguje sú utajené.