大気科学(たいきかがく、英語:atmospheric sciences)とは、大気自体の組成や成り立ちおよび、大気に起こる現象やその仕組みを研究する学問である。地球科学の諸分野のうち、気象や気候などの大気現象を扱う気象学や気候学をまとめて指す用語として用いられる。