علم النبات، المعروف أيضًا بعلم النباتات، هو فرع من العلوم الطبيعية وعلم الأحياء الذي يدرس النباتات، خاصةً تشريحها وتصنيفها وبيئتها. عالِم النبات، أو عالِم النباتات، هو عالم متخصص في هذا المجال. في الوقت الحاضر، يدرس علماء النبات (بالمعنى الدقيق) حوالي 410,000 نوع من النباتات الجنينية، بما في ذلك حوالي 391,000 نوع من النباتات الوعائية (منها حوالي 369,000 نوع من النباتات المزهرة) وحوالي 20,000 نوع من النباتات الطحلبية.
نشأ علم النبات في عصور ما قبل التاريخ نتيجةً لمحاولات الإنسان الأول التعرف على النباتات التي تصلح للأكل أو تلك السامة أو التي تحمل فوائد طبية، مما جعله واحدًا من أوائل المجالات البحثية التي اهتم بها البشر.
وتطورت وسائل دراسة النباتات بشكل كبير خلال القرنين التاسع عشر والعشرين، حيث استُخدمت تقنيات حديثة مثل المجهر البصري لدراسة الخلايا الحية، والمجهر الإلكتروني للتفاصيل الدقيقة، وتحليل عدد الكروموسومات، ودراسة كيمياء النباتات وبنية ووظائف الإنزيمات والبروتينات. وفي العقود الأخيرة من القرن العشرين، اعتمد علماء النبات على تقنيات التحليل الوراثي الجزيئي مثل علم الجينوم وعلم البروتيوميات وتحليل تسلسل الحمض النووي، مما ساهم في تصنيف النباتات بدقة أكبر.
وتوسع علم النبات الحديث ليشمل إسهامات متنوعة من معظم مجالات العلوم والتكنولوجيا. واشتملت موضوعات البحث على دراسة بنية النبات ونموه وتمايزه وتكاثره، إضافة إلى كيميائه الحيوية، وعملياته الاستقلابية الأساسية، ومنتجاته الكيميائية، وتطوره، وأمراضه، وعلاقاته التطورية، وتصنيفه. ويُعَد علم الوراثة الجزيئي وعلم التغيرات الجينية من أبرز موضوعات القرن الحادي والعشرين، حيث تُبحث فيهما آليات التحكم في التعبير الجيني أثناء تمايز الخلايا والأنسجة النباتية.
وتشمل تطبيقات الأبحاث النباتية الحديثة توفير الأغذية الأساسية، وإنتاج المواد مثل الأخشاب والزيوت والمطاط والألياف والأدوية. كما تمتد هذه التطبيقات إلى مجالات البستنة والزراعة وإدارة الغابات، وإكثار النباتات وتهجينها وتعديلها وراثيًا، بالإضافة إلى توليف المواد الكيميائية والمواد الخام للبناء وإنتاج الطاقة، وإدارة الموارد البيئية، والحفاظ على التنوع الحيوي.