نظرية الدمج (Integration theory) هي فرع من الرياضيات البحتة يهتم بدراسة التكامل والمسائل المتعلقة به، ويغطي هذا الفرع العديد من المفاهيم الرياضية المهمة مثل الدالة المستمرة والتكامل الغير محدود والتكامل العددي و التكامل المعين وغيرها.
تطبيقات نظرية الدمج في الرياضيات البحتة تشمل الحساب التفاضلي والتكاملي والهندسة الرياضية والفضاءات الفراغية والتحليل الرياضي.
في علوم الحاسوب، يتم استخدام نظرية الدمج في تحليل وتصميم الخوارزميات الرياضية المعقدة، وفي علم التحكم، يتم استخدام نظرية الدمج لتصميم وتحليل نظم التحكم الديناميكية والمؤشرات الحساسة والتحكم في العمليات الصناعية والعديد من التطبيقات الأخرى.