La stagione 4 di The Big Bang Theory è stata trasmessa su CBS da jeudi 23 septembre 2010 a jeudi 19 mai 2011. È composta da 24 episodi, il primo dei quali si chiama "The Robotic Manipulation" e l'ultimo "The Roommate Transmogrification"..
Cosa succede quando due coinquilini nerd, Sheldon e Leonard, incontrano la bellissima e disinibita Penny, vicina di pianerottolo? Si rendono conto di non sapere niente della vita al di fuori dei propri laboratori. A completare il gruppo ci sono l'untuoso Wolowitz, che pensa di essere tanto sexy quanto intelligente, e l'indiano Koothrappali che soffre dell'incapacità di parlare in presenza di una donna.