正則表達式是描述文本模式的表示法，它可以有效地構造一種用于模式匹配的專用語言。雖然正則表達式可以有多種不同的形式，但它們都有著共同的特點：模式中的大多數字符都是匹配字符串中的字符本身，但有些元字符（metacharacter）卻有著特定的含義，例如*表示某種重復，而[...]表示方括號中字符集合的任何一個字符。
實際上，在文本編輯器之類的程序中，所執行的查找操作都是查找文字，因此正則表達式通常是像“print”之類的字符串，而這類字符串將與文檔中所有的“printf”或者“sprintf”或者“printer paper”相匹配。在Unix和Windows中可以使用所謂的通配符來指定文件名，其中字符*可以用來匹配任意數量的字符，因此匹配模式*.c就將匹配所有以.c結尾的文件。此外，還有許許多多不同形式的正則表達式，甚至在有些情況下，這些正則表達式會被認為都是相同的。Jeffrey Friedl編著的《Mastering Regular Expressions》一書對這一方面問題進行了廣泛的研究。
Stephen Kleene在20世紀50年代的中期發明了正則表達式，用來作為有限自動機的表示法，事實上，正則表達式與其所表示的有限自動機是等價的。20世紀60年代年代中期，正則表達式最初出現在Ken Thompson版本的QED文本編輯器的程序設置中。1967年Thompson申請了一項基于正則表達式的快速文本匹配機制的專利。這項專利在1971年獲得了批準，它是最早的軟件專利之一[U.S. Patent 3,568,156, Text Matching Algorithm, March 2, 1971].
后來，正則表達式技術從QED移植到了Unix的編輯器ed中，然后又被移植到經典的Unix工具grep中，而grpe正是由于Thompson對ed進行了徹底地修改而形成的。這些廣為應用的程序使得正則表達式為早期的Unix社群所熟知。
Thompson最初編寫的匹配器是非常快的，因為它結合了兩種獨立的思想。一種思想是在匹配過程中動態地生成機器指令，這樣就可以以機器指令執行的速度而不是解釋執行的速度來運行。另一種思想是在每個階段中都盡可能地執行匹配操作，這樣無需回朔（backtrack）就可以查找可能的匹配。在Thompson后來編寫的文本編輯器程序中，例如ed，匹配代碼使用了一種更為簡單的算法，這種算法將會在必要的時候進行回朔。從理論上來看，這種方法的運行速度要更慢，但在實際情況中，這種模式很少需要進行回朔，因此，ed和grep中的算法和代碼足以應付大多數的情況。
在后來的正則表達式匹配器中，例如egrep和fgrep等，都增加了更為豐富的正則表達式類型，并且重點是要使得匹配器無論在什么模式下都能夠快速執行。功能更為強大的正則表達式正在被越來越多地使用，它們不僅被包含在用C語言開發的庫中，而且還被作為腳本語言如Awk和Perl的語法的一部分。