חוק במדע הוא כלל כללי להסביר גוף של תצפיות בצורה של אמירה מילולית או מתמטית. חוקים מדעיים (הידועים גם כחוקי טבע) מרמזים על סיבה ותוצאה בין היסודות שנצפו ועליהם לחול תמיד באותם תנאים. כדי להיות משפט מדעי, אמירה צריכה לתאר היבט כלשהו ביקום ולהתבסס על עדויות ניסיוניות חוזרות ונשנות. ניתן לומר בחוקים מדעיים במילים, אך רבים מתבטאים כמשוואות מתמטיות.
חוקים מקובלים כנכונים, אך נתונים חדשים יכולים להביא לשינויים בחוק או לחריגים מהכלל. לפעמים נמצא כי חוקים נכונים בתנאים מסוימים, אך לא אחרים. לדוגמה, חוק הכובד של ניוטון נכון לגבי מרבית המצבים, אך הוא מתפרק ברמה התת אטומית.
חוקים מדעיים אינם מנסים להסביר 'מדוע' האירוע שנצפה מתרחש, אלא רק שהאירוע מתרחש באותה דרך שוב ושוב. ההסבר של איך תופעה עובדת היא תיאוריה מדעית. חוק מדעי ותיאוריה מדעית אינם אותו הדבר - תיאוריה לא הופכת לחוק או להפך. חוקים וגם תיאוריות מבוססים על נתונים אמפיריים והם מתקבלים על ידי רבים או רוב המדענים בתחום הדיסציפלינה המתאימה.
לדוגמא, חוק הכבידה של ניוטון (המאה ה -17) הוא קשר מתמטי המתאר כיצד שני גופים מתקשרים זה עם זה. החוק אינו מסביר כיצד כוח הכבידה עובד או אפילו מהי כוח המשיכה. ניתן להשתמש בחוק הכבידה לביצוע תחזיות לגבי אירועים ולביצוע חישובים. תורת היחסות של איינשטיין (המאה ה -20) החלה סוף סוף להסביר מהי כוח המשיכה וכיצד היא עובדת.