灰色系统理论中的一个重要概念是灰数。灰数是灰色系统理论的基本单元。人们把只知道大概范围而不知道其确切值的数称为灰数。在应用中，灰数实际上指在某一个区间或某个一般的数集内取值的不确定数。灰数是区间数的一种推广，通常用记号“⊗”表示。

有以下几类灰数：

①仅有下界的灰数。有下界而无上界的灰数，记为⊗∈［，∞），其中为灰数的下确界，它是一个确定的数，［，∞）称为⊗的取数域，简称⊗的灰域。

②仅有上界的灰数。有上界而无下界的灰数记为⊗∈（∞，］，其中为灰数的上确界，是一个确定的数，而（∞，］是它的灰域。

③区间灰数。既有上界又有下界的灰数称为区间灰数，记为⊗∈［，］。

④连续灰数与离散灰度。在某一个区间内取有限个值或可数个值的灰数称为离散灰数；取值连续地充满某一区间的灰数称为连续灰数。

⑤黑数与白数。当⊗∈（-∞，∞）或⊗∈（⊗₁，⊗₂），即当⊗的上、下界皆为无穷或上、下界都是灰数时，称⊗为黑数，可见，黑数是上、下界都不确定的数。当⊗∈［，］且＝时，称⊗为白数，即取值为确定的值。可以把白数和黑数看成特殊的灰数。

⑥本征灰数与非本征灰数。本征灰数是指不能或暂时还不能找到一个白数作为其“代表”的灰数，比如一般的事前预测值。非本征灰数是指凭先验信息或某种手段，可以找到一个白数作为其代表的灰数。此白数称为相应灰数的白化值。记为，并用⊗（a）表示以a为白化值的灰数。

从本质上看，灰数又可以分为信息型、概念型和层次型三类。信息型灰数是指由于信息缺乏而不能肯定其取值的数；概念型灰数是由人们的某种意愿、观念形成的灰数；层次型灰数是由层次改变而形成的灰数。