自然哲学（しぜんてつがく、羅：philosophia naturalis）とは、自然の事象や生起についての体系的理解および理論的考察の総称であり、自然を総合的・統一的に解釈し説明しようとする形而上学である[2]。自然学（羅：physica）と呼ばれた[2]。自然、すなわちありとあらゆるものごとのnature（本性、自然 英・仏: nature、独: Natur）[3]に関する哲学である。しかし同時に人間の本性の分析を含むこともあり、神学、形而上学、心理学、道徳哲学をも含む[4]。自然哲学の一面として、自然魔術（羅：magia naturalis）[注 1]がある。自然哲学は、学問の各分野の間においても宇宙の様々な局面の間でも、事物が相互に結ばれているという感覚を特徴とする[1]。

現在では、「自然科学」とほぼ同義語として限定された意味で用いられることもあるが、その範囲と意図はもっと広大である[1]。「自然哲学」は、主にルネサンス以降の近代自然科学の確立期から19世紀初頭までの間の諸考察を指すといったほうが良いだろう。自然哲学的な観点が、より専門化・細分化された狭い「科学的な」観点に徐々に取って代わられるのは、19世紀になってからである[1]。

自然哲学の探求者の多くは宗教的な人間であり、抑圧的な宗教者と科学者の戦いという図式ではなかった[注 2]。世界は「自然という書物」であり、神のメッセージだと考えられていたのである[1]。ヨーロッパでは近代まで、ほとんど全ての科学思想家はキリスト教を信じ実践しており、神学的真実と科学的真実の間の相互連結に疑いはなかった[1]。ジョンズ・ホプキンス大学教授ローレンス・M・プリンチペ（英語版）は、科学の探求に無神論的な視点が必要であるという考え方は、20世紀に作られた神話にすぎないと指摘している[1]。