Lema Borel-Cantelli din teoria probabilității este un rezultat privind o succesiune infinită de evenimente. Lema este adesea folosită pentru a demonstra teoreme limită. Lema este de obicei împărțită în două afirmații, numite prima și a doua lemă Borel-Cantelli.
Să fie dat un spațiu de probabilitate și o succesiune de evenimente . Denota
.Atunci, dacă seria converge, atunci .
Dacă toate evenimentele sunt împreună independente și seria diverge, atunci .
În prima lemă Borel-Cantelli, independența evenimentelor nu este necesară.