La ingeniería inversa o retroingeniería es el proceso llevado a cabo con el objetivo de obtener información o un diseño a partir de un producto, con el fin de determinar cuáles son sus componentes y de qué manera interactúan entre sí y cuál fue el proceso de fabricación.
Actualmente (principios del siglo XXI), los productos más comúnmente sometidos a ingeniería inversa son los programas de computadoras y los componentes electrónicos, realmente cualquier producto puede ser objeto de un análisis de Ingeniería Inversa.
El método se denomina así porque avanza en dirección opuesta a las tareas habituales de ingeniería, que consisten en utilizar datos técnicos para elaborar un producto determinado. En general, si el producto u otro material que fue sometido a la ingeniería inversa fue obtenido en forma apropiada, entonces el proceso es legítimo y legal. De la misma forma, pueden fabricarse y distribuirse, legalmente, los productos genéricos creados a partir de la información obtenida de la ingeniería inversa, como es el caso de algunos proyectos de software libre.
El programa Samba es un claro ejemplo de ingeniería inversa, dado que permite a sistemas operativos UNIX compartir archivos con sistemas Microsoft Windows. El proyecto Samba tuvo que investigar información confidencial (no liberada al público en general por Microsoft) sobre los aspectos técnicos relacionados con el sistema de archivos Windows. Lo mismo realiza el proyecto WINE para el conjunto de API de Windows y OpenOffice.org con los formatos propios de Microsoft Office. La ingeniería inversa también se ha aplicado para entender la estructura del sistema de archivos NTFS y así poder desarrollar drivers para la lectura-escritura sobre el mismo (principalmente para sistemas basados en GNU/Linux).
La ingeniería inversa es un método de resolución. Aplicar ingeniería inversa a algo supone profundizar en el estudio de su funcionamiento, hasta el punto de que se pueda llegar a entender, modificar y mejorar dicho modo de funcionamiento. 
Pero este término no solo se aplica al software, sino que también se considera ingeniería inversa el estudio de todo tipo de elementos (por ejemplo, equipos electrónicos, microcontroladores, u objeto fabril de cualquier clase). Se puede decir, más bien, que la ingeniería inversa antecede al nacimiento del software, tratándose de una posibilidad a disposición de las empresas para la producción de bienes mediante copiado[1]​ desde el mismo surgimiento de la ingeniería.
En el caso concreto del software, se conoce por ingeniería inversa a la actividad que se ocupa de descubrir cómo funciona un programa, función o característica de cuyo código fuente no se dispone, hasta el punto de poder modificar ese código o generar código propio que cumpla las mismas funciones.[2]​ La gran mayoría del software de pago incluye en su licencia una prohibición expresa de aplicar ingeniería inversa a su código, con el intento de evitar que se pueda modificar su código y que así los usuarios tengan que pagar si quieren usarlo.
La ingeniería inversa nace en el transcurso de la Segunda Guerra Mundial, cuando los ejércitos enemigos incautaban insumos de guerra como aviones u otra maquinaria de guerra para mejorar las suyas mediante un exhaustivo análisis.
La siguiente figura muestra los procesos que sigue la ingeniería directa; si se sigue ese camino hacia "atrás" (o de manera inversa), se hace ingeniería inversa, si se continúa con el camino y se plantean cambios (o mejoras), por la derecha, ese camino lleva a una reingeniería, y si no se altera el contenido de los modelos obtenidos durante los procesos de la ingeniería inversa y se sigue el camino de la izquierda, eso se llama desarrollar una copia.