Borel-Cantelliho lemma v teorii pravděpodobnosti je výsledkem týkajícím se nekonečného sledu událostí. Lema se často používá k prokázání limitních vět. Lema je obvykle rozděleno do dvou tvrzení, nazývaných první a druhé Borel-Cantelliho lemma.
Nechť je dán pravděpodobnostní prostor a posloupnost událostí . Označit
.Pak pokud řada konverguje, pak .
Pokud jsou všechny události společně nezávislé a řada se liší, pak .
V prvním Borel-Cantelliho lemmatu není nezávislost událostí vyžadována.