العلوم المائية (بالإنجليزية: Aquatic science) هي دراسة مختلف المسطحات المائية التي تتكون منها كوكبنا، بما في ذلك البيئات المحيطية وبيئات المياه العذبة. يدرس العلماء المتخصصون في العلوم المائية دورة الماء، وكيمياء المياه، والكائنات المائية، والنظم البيئية المائية، وحركة المواد داخل وخارج النظم البيئية المائية، واستخدام البشر للمياه، من بين أمور أخرى. يدرس العلماء المتخصصون في العلوم المائية العمليات الحالية بالإضافة إلى العمليات التاريخية، ويمكن أن تتراوح المسطحات المائية التي يدرسونها من مناطق صغيرة تُقاس بالمليمترات إلى محيطات كاملة. علاوة على ذلك، يعمل العلماء المتخصصون في العلوم المائية ضمن مجموعات متعددة التخصصات. على سبيل المثال، قد يعمل عالم محيطات فيزيائي مع عالم محيطات بيولوجي لفهم كيف تؤثر العمليات الفيزيائية، مثل الأعاصير المدارية أو التيارات الساحبة، على الكائنات الحية في المحيط الأطلسي. من ناحية أخرى، قد يعمل الكيميائيون وعلماء الأحياء معًا لمعرفة كيف يؤثر التركيب الكيميائي لمسطح مائي معين على النباتات والحيوانات التي تعيش فيه. يستطيع العلماء المتخصصون في العلوم المائية العمل لمعالجة المشكلات العالمية مثل التغير المحيطي العالمي، والمشكلات المحلية، مثل محاولة فهم سبب تلوث إمدادات مياه الشرب في منطقة معينة.
يوجد مجالان رئيسيان للدراسة يندرجان ضمن حقل العلوم المائية، وهما: علم المحيطات وعلم المسطحات المائية الداخلية.