毒理學（toxicology）是一門套用學科，專注於研究外源因素，包括化學、物理和生物因素，對生物系統的有害作用。該學科的主要目的是預測這些因素對人體和生態環境的潛在危害，為確定安全限值和採取防治措施提供科學依據。毒理學的研究內容包括化學物質對生物體的毒性反應、嚴重程度、發生頻率以及毒性作用的機制。此外，毒理學還涉及對毒性作用的定性和定量評價，以及對化學物質的安全性評價或危險性評價，為制訂衛生標準提供科學依據。
毒理學與藥理學、生理學、病理學、化學、生物化學、生物學等多個學科有聯繫，並在臨床醫學、藥學、環境保護、動物學、優生優育、職業勞動保護和食品衛生等領域中有廣泛的套用。毒理學的研究對象不僅包括人類和動物，還包括植物，因此它與地球上生命的未來息息相關。
毒理學可以從不同的角度進行分類，例如按研究內容可分為描述性毒理學、機制性毒理學和管理毒理學（也稱為法規毒理學）。此外，還可以根據依照的標準學科劃分為法醫毒理學、臨床毒理學、管理毒理學或法規毒理學、研究毒理學等。