Liczbami niewymiernymi nazywamy te liczby, które nie są wymierne, czyli nie dają się przedstawić w postaci ułamka 
, gdzie 
i 
.
Zbiór liczb niewymiernych oznaczamy symbolem NW.
Liczbami niewymiernymi są przykładowo liczby: 
Rozwinięcie dziesiętne liczby niewymiernej
Liczby niewymierne mają rozwinięcie dziesiętne nieskończone, nieokresowe.
Zbiór liczb niewymiernych jest zbiorem nieskończonym. W zbiorze tym nie istnieje liczba najmniejsza i nie istnieje liczba największa.
Z definicji liczby niewymiernej wynika, że zbiór liczb niewymiernych i zbiór liczb wymiernych są zbiorami rozłącznymi (żadna liczba nie jest jednocześnie wymierna i niewymierna) tzn. 
