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Als Fehlschluss oder Trugschluss – lateinisch fallacia – bezeichnet man in der philosophischen Logik eine Schlussfolgerung, bei der die abgeleitete Aussage nicht aus den explizit angegebenen oder den implizit angenommenen Voraussetzungen folgt.
Das bedeutet nicht unbedingt, dass die abgeleitete Aussage auch falsch ist: Ein Fehlschluss bietet bloß keinen Aufschluss über den tatsächlichen Wahrheitsgehalt der abgeleiteten Aussage.
Im Argumentschema der Begriffslogik wird auch der Ausdruck Paralogismus für Fehlschlüsse verwendet. Ein Fehlschluss beruht auf einem Irrtum in der Anwendung von Schlussregeln; er ist nach den Regeln einer formalen Logik nicht korrekt. Gelegentlich werden aber auch formal gültige Schlüsse aus falschen Voraussetzungen als Fehlschlüsse bezeichnet.