Un automate cellulaire consiste en une grille régulière de « cellules » contenant chacune un « état » choisi parmi un ensemble fini d’états et qui peut évoluer au cours du temps suivant des règles bien définies.
L’état d’une cellule au temps t+1 est fonction de l’état au temps t d’un nombre fini de cellules appelé son « voisinage ».
À chaque nouvelle unité de temps, les mêmes règles sont appliquées simultanément à toutes les cellules de la grille, produisant une nouvelle « génération » de cellules dépendant entièrement de la génération précédente.
Le modèle des automates cellulaires est remarquable par l’écart entre la simplicité de sa définition et la complexité que peuvent atteindre certains comportements macroscopiques, en effet, l’évolution dans le temps de l’ensemble des cellules ne se réduit pas (simplement) à la règle locale qui définit le système.
Les automates cellulaires trouvent aussi une application dans la modélisation et la simulation des feux de forêts.
En effet, ces modèles permettent facilement d’observer la propagation du feu en fonction de plusieurs paramètres comme la direction et la force du vent ou encore l’humidité.
De plus; on constate en biologie que les motifs de certains coquillages, comme les cônes et les cymbiolae, sont générés par des mécanismes s’apparentant au modèle des automates cellulaires.
Plusieurs scientifiques, ont émis l’hypothèse selon laquelle l’univers pourrait être considéré comme un automate cellulaire.
En effet, l’univers, qui peut être décrit comme un ensemble de particules (évoluant selon des règles précises en t+1 en fonction de leurs états en t), pourrait ainsi être considéré comme un automate cellulaire.