Logika wielowartościowa – rodzaj rachunku zdań, w którym przyjmuje się więcej niż dwie wartości logiczne.
Tradycyjny rachunek zdań jest dwuwartościowy – są w nim możliwe tylko dwie wartości logiczne – prawda albo fałsz (co odpowiada podstawowej intuicji związanej z prawdziwością wypowiedzi). Jednakże klasyczna dwuwartościowość jest tylko jedną z możliwości zakresu wartości logicznych. Możliwe są logiki, w których istnieją inne wartości logiczne, lub nawet takie, w których występują więcej niż dwie wartości.
W klasycznym ujęciu logiki zdanie może przyjmować alternatywnie jedną z dwóch wartości – „prawda” albo „fałsz”. Jeżeli zdanie nie posiada jednej z tych właściwości, to automatycznie posiada drugą. Jest to treścią prawa wyłączonego środka.
Należy zauważyć, że istotą rachunku zdań są takie przekształcenia zdań, które zachowują dla nich pewne własności. W klasycznej logice taką własnością jest „prawda”. W poprawnym rozumowaniu zdanie ostatecznie otrzymane na drodze przekształceń zdania prawdziwego, zachowujących prawdziwość, także jest prawdziwe.