A megszámlálhatatlan halmaz egy végtelen halmaz , amely nem megszámlálható .
A megszámlálhatatlanság néhány egyenértékű definíciója egy halmazra :
Ezek a definíciók egyenértékűek a Zermelo-Fraenkel rendszerben a választási axióma használata nélkül . E meghatározások egyenértékűségének igazolása az alábbiakkal:
- megköveteli a választási axióma használatát.
Egy megszámlálhatatlan halmaz szuperhalmaza megszámlálhatatlan. A megszámlálhatatlan halmaz legegyszerűbb példája a kontinuum , a kontinuum hatványánál kisebb hatványú megszámlálhatatlan halmazok létezésének kérdése a kontinuumhipotézis tartalma .