Totuusarvo on kaksiarvoisessa logiikassa formaalikielen lauseen ominaisuus, joko "tosi" tai "epätosi"; totuusarvoja merkitään usein myös "t" ja "e" tai "1" ja "0". Moniarvologiikoissa totuusarvoja voi olla kolme tai useampia. Tietojenkäsittelytieteessä ja ohjelmoinnissa totuusarvoja kutsutaan usein boolean-arvoksi tai -operaatioksi.
Logiikassa on tutkittu myös kieliä, yleensä kaksiarvoisia, joiden joiltakin lauseilta puuttuu totuusarvo. Tämä ilmiö on ollut kiinnostuksen kohteena erityisesti filosofisessa logiikassa. Ehkä ääritapauksena voidaan mainita loogiset empiristit, joista useat sovelsivat formaalia logiikkaa siten, että totuusarvottomien lauseiden nähtiin edustavan niitä mielettömiä, epätieteellisiä metafysiikan väitteitä, joita he eivät voineet hyväksyä (verifikationistinen merkitysteoria). Toisaalta esimerkiksi Michael Dummett on kielifilosofian, metafysiikan ja filosofisen logiikan alaan kuuluvissa tutkimuksissaan samastanut totuusarvottomat lauseet mielekkäisiin, mutta todentamismahdollisuuksiemme ulkopuolelle jääviin väittämiin, joista esimerkkinä keskellä kaukaista aavikkoa väitetty "tähän ei koskaan rakenneta kaupunkia". Vastaavanlaisia filosofisia näkemyksiä on esitetty esimerkiksi etiikan väittämien luonteesta.