Tieteenfilosofia (myös: tieteenteoria) on filosofian osa-alue, joka tutkii tieteellisen tiedon luonnetta, yleisiä perusteita ja tieteellistä toimintaa.[1] Se tarkastelee tieteen käsitteitä, teorioita, menetelmiä ja ongelmia sekä tieteellistä päättelyä ja selittämistä.
Tieteenfilosofia tutkii paitsi tieteitä yleisesti myös yksittäisiä tieteenaloja. Esimerkiksi matematiikan filosofia selvittää matemaattisten väitteiden luonnetta ja matemaattisten olioiden, kuten lukujen, olemassaoloa, ja yhteiskuntatieteiden filosofia tutkii yhteiskuntatieteisiin liittyviä kysymyksiä.
Tieteenfilosofia voidaan jakaa kahteen osaan: (1) tiedettä yleisesti tutkivaan yleiseen tieteenfilosofiaan, joka jakautuu puolestaan tieteen tietoteoriaan ja tieteen ontologiaan sekä (2) yksittäisten tieteenalojen ja tieteellisten teorioiden perusteiden tutkimukseen.[2][3]
Filosofian aloista tieteenfilosofia tukeutuu etenkin tietoteoriaan ja logiikkaan. Tieteenfilosofia luetaan usein myös tietoteorian osa-alueeksi.[1] Tieteenfilosofia liittyy läheisesti tieteentutkimukseen ja sitä kautta tieteen etiikkaan ja tiedonsosiologiaan, sekä aatehistoriaan.