수학에서, 무한소(無限小, infinitesimal)란 일반적으로 모든 양수보다 작지만 0보다는 큰 상태를 가리킨다.
수학에서 무한소 개념을 최초로 사용한 사람은 아르키메데스이며, 아이작 뉴턴과 고트프리트 라이프니츠는 무한소 개념을 이용하여 미적분학을 만들고 발전시켰다. 그러나 이들의 무한소 개념은 수학적으로 엄밀하지 못한 것으로, 미적분학은 19세기 후반에 와서야 카를 바이어슈트라스 등에 의한 극한 개념을 통해 엄밀한 형식적 토대를 갖추게 되었다. 한편 무한소 개념의 수학적으로 엄밀한 정의는 20세기 후반에 에이브러햄 로빈슨(Abraham Robinson)과 에드워드 넬슨(Edward Nelson) 등에 의해 이루어졌으며, 비표준해석학의 이론적인 바탕이 되었다.
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