Natuurwetenschap is een overkoepelende term voor dat deel van de wetenschap dat, met empirische en wetenschappelijke methoden, probeert de natuurwetten te achterhalen die schuilgaan achter de natuurverschijnselen. De drie natuurwetenschappelijke hoofdrichtingen zijn de natuurkunde, de scheikunde en de biologie. De formele wetenschap van de wiskunde is een belangrijke hulpwetenschap in het natuurwetenschappelijke bedrijf.
Via presentaties en debatten tijdens conferenties en symposia, en met peerreviews (collegiale toetsing) van nieuwe wetenschappelijke publicaties, werkt de wetenschappelijke gemeenschap aan het waarborgen van de kwaliteit van haar methodes, en aan deugdelijke interpretaties van de resultaten.
Samen met de technische wetenschappen en wiskunde vormen de natuurwetenschappen de exacte wetenschappen. De natuurwetenschap richt zich op het formuleren van theorieën, en op het onderzoeken van de natuurwetten. De technische wetenschap richt zich op de toepassing van wetenschappelijke theorieën, en de technologische ontwikkelingen die uit deze toepassingen voortvloeien.