黑箱有以下幾個含義：
黑箱指封閉的、無法直接探究其內部結構和運行機制的複雜系統。比如某種結構複雜的電子元件或電子儀器設備，能夠對某個系統實行自動控制或自動記錄。因使用中可作為一個獨立的整體裝配或拆卸，其內部工作特性不須透露，所以叫黑箱。
黑箱操作，即暗箱操作的另一種說法，意思是私下甚至偷偷進行某項活動。
黑箱是控制論中的概念，意為在認識上主體對其內部情況全然不知的對象。常用來比喻難以了解其內情的事物。
此外，黑箱還是許多二戰期間軍事機密技術的俚稱等。黑箱被符號化套用在計算機、哲學、工程學、社會科學等多個領域，例如神經網路算法等。