Теоремы могут образовывать пары из прямой и обратной: заключение прямой теоремы является условием обратной, а условие прямой теоремы является заключением обратной.
Например, в прямой теореме утверждается, что если треугольник равнобедренный, то углы при основании у него равны. А в обратной теореме утверждается, что если углы при основании треугольника равны, то он равнобедренный.
Обратные теоремы существуют не для всех теорем. Например, утверждается, что, если углы смежные, их сумма равна 180°. Обратное утверждение: если сумма углов равна 180°, то они смежные, - в общем случае неверно.