Четвёртый сезон «Теории Большого взрыва» стартовал на CBS 23 сентября 2010 года. Действие сезона разворачивается спустя четыре месяца после событий третьего сезона. В этом сезоне Мелисса Раух и Майим Бялик вошли в основной актёрский состав в ролях доктора Бернадетт Ростенковски и доктора Эми Фарры Фаулер соответственно. Джонни Галеки был номинирован на премию «Эмми» в категории «Лучший актёр в комедийном сериале» (63-я церемония) за эпизод «The Benefactor Factor». Джим Парсонс получил награду в той же категории за эпизод «The Agreement Dissection».