Kosmologiya (yun. κοσμολογία - kosmos + logos) kainatı bütöv bir sistem kimi araşdıran elm sahəsidir. Sadəcə ulduzların, planetlərin və qalaktikaların yerini və hərəkətini öyrənməkdən daha ətraflı bir yanaşma tələb edir. Kosmologiya kainatın mənşəyi, təkamülü, strukturu, tərkibi və sonluğuna dair nəzəriyyələr irəli sürür və bu nəzəriyyələri müşahidələr və riyazi modellər əsasında təsdiq etməyə və ya təkzib etməyə çalışır.
Astronomiyadan fərqli olaraq, kosmologiya daha geniş bir perspektiv təqdim edir. Astronomiya əsasən göy cisimlərinin müşahidə və ölçülməsi ilə məşğul olsa da, kosmologiya kainatın bütününü, onun fiziki qanunlarını və kosmik miqyasda baş verən hadisələri anlamağa çalışır. Bu, kainatın genişlənməsi, qaranlıq maddə və qaranlıq enerji kimi anlayışları da əhatə edir.
Kosmologiyanın əsas məqsədi kainatın yaranması və təkamülü barədə tam bir şəkil yaratmaqdır. Bu məqsədlə, Böyük Partlayış nəzəriyyəsi kimi aparıcı nəzəriyyələr, kainatın ilk anlarından bu günə qədər olan təkamülünü izah etmək üçün istifadə olunur. Lakin, kainatın sirrləri hələ də tam aydın deyil və kosmoloji araşdırmalar davam edir, yeni müşahidələr və nəzəriyyələr bu sahəyə yeni işıqlar salır.
Kosmologiya sadəcə bir elm sahəsi deyil, həm də fəlsəfi və fənn filosofiyası ilə sıx bağlıdır. Kainatın mənşəyi, təkamülü və təbiətinin öyrənilməsi insanın öz yerini və kainatdakı rolunu anlamaq üçün fundamental əhəmiyyət daşıyır. Bu elm sahəsinin inkişafı, kainat haqqındakı anlayışlarımızı dəyişdirməklə yanaşı, insan düşüncəsinin inkişafına da öz töhfəsini verir.