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Un sistema electoral es un conjunto de reglas que determinan cómo se llevan a cabo las elecciones y los referendos y cómo se determinan sus resultados. Los sistemas electorales políticos están organizados por los gobiernos, mientras que las elecciones no políticas pueden tener lugar en empresas, organizaciones sin fines de lucro y organizaciones informales.
Los sistemas electorales consisten en conjuntos de reglas que rigen todos los aspectos del proceso de votación: cuando se realizan las elecciones, a quién se le permite votar, quién puede presentarse como candidato, cómo se marcan y emiten las papeletas de votación, cómo se cuentan las papeletas de votación (método electoral), límites en el gasto de campaña, y otros factores que pueden afectar el resultado. Los sistemas electorales políticos están definidos por las constituciones y las leyes electorales, por lo general son conducidas por comisiones electorales y pueden usar múltiples tipos de elecciones para diferentes cargos.
Algunos sistemas electorales eligen a un único ganador para un puesto único, como representante de distrito en una asamblea nacional, primer ministro, presidente o gobernador, mientras que otros eligen múltiples ganadores, como miembros del parlamento o juntas directivas. Hay una gran cantidad de variaciones en los sistemas electorales, pero los sistemas más comunes son el escrutinio mayoritario uninominal, el sistema de segunda vuelta electoral, el escrutinio proporcional plurinominal y la votación preferencial. Algunos sistemas electorales, como los sistemas mixtos, intentan combinar los beneficios de los sistemas no proporcionales y proporcionales.
El estudio de los métodos electorales formalmente definidos se llama teoría de la elección social o teoría del voto, y este estudio puede tener lugar dentro del campo de la ciencia política, la economía o las matemáticas, y específicamente dentro de los subcampos de la teoría de juegos y el diseño de mecanismos. Las pruebas de imposibilidad como el teorema de la imposibilidad de Arrow demuestran que cuando los votantes tienen tres o más alternativas, no es posible diseñar un sistema de votación que permita reflejar las preferencias de los individuos en una preferencia global de la comunidad, presente en países con el sistema electoral proporcional, y en países con el sistema mayoritario con mayoría simple como es el caso del Reino Unido, el teorema no se cumple en el sistema mayoritario uninominal con segunda vuelta electoral presente en las elecciones legislativas en Francia.