La quarta stagione della sitcom americana The Big Bang Theory è stata trasmessa dal canale statunitense CBS dal 23 settembre 2010 al 19 maggio 2011, ottenendo un'audience media di 13.138.000 telespettatori, risultando così una delle serie TV più seguite della stagione televisiva statunitense 2010-2011.^[1]

Durante la produzione della stagione, l'attrice Kaley Cuoco è rimasta vittima di un incidente mentre andava a cavallo, rompendosi una gamba. Conseguentemente è stata costretta a saltare le riprese di due episodi: il quinto e il sesto.^[2][3] Nella storia della serie è stata la prima volta che uno dei membri del cast principale non è apparso in un episodio.

Dalla quarta puntata di questa stagione, Melissa Rauch, quando è presente in un episodio, viene accreditata come parte del cast principale e non nei titoli di coda. Stessa cosa succede con Mayim Bialik dal decimo episodio di questa stagione.

In Italia, la stagione è trasmessa in prima visione sul canale digitale Steel di Mediaset Premium dal 6 marzo 2011^[4] al 14 agosto 2011. In chiaro è stata trasmessa da Italia 1 dal 12 dicembre 2011 al 13 gennaio 2012.