การวิจัยดำเนินงาน บ้างเรียก การวิจัยปฏิบัติการหรือ การวิจัยเชิงปฏิบัติการ เรียกย่อ ๆว่า โออาร์ (อังกฤษ: Operations research) เป็นการใช้แบบจำลองเชิงคณิตศาสตร์ สถิติ และขั้นตอนวิธีช่วยในการตัดสินใจ โดยปกติจะใช้การวิจัยดำเนินงานในการวิเคราะห์ระบบที่มีอยู่ในโลกจริงที่มีความซับซ้อน โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุด การวิจัยดำเนินงานถือเป็นสาขาย่อยของคณิตศาสตร์ประยุกต์คำว่าการวิจัยดำเนินงานและวิทยาการบริหารจัดการ นั้นปกติจะใช้ในความหมายใกล้เคียงกัน โดยวิทยาการบริหารจัดการนั้นปกติจะมีเฉพาะเจาะจงกับปัญหาทางด้านการบริหาธุรกิจมากกว่า ส่วนการวิจัยดำเนินงานจะเกี่ยวกับวิศวกรรมอุตสาหการซึ่งมองปัญหาเชิงวิศวกรรม โดยใช้เทคนิคโออาร์เป็นเครื่องมือในการแก้ปัญหาเหล่านั้นเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยดำเนินงานคือ สถิติ (statistics) การหาค่าเหมาะที่สุด (optimization) การสโทแคสติก (stochastic) ทฤษฎีแถวคอย (queuing) ทฤษฎีเกม (Game's theory) และ การจำลอง(simulation) และเนื่องจาก OR มีการใช้การคำนวณเชิงคอมพิวเตอร์จึงมีความเกี่ยวเนื่องกับวิทยาการคอมพิวเตอร์ และ นักวิจัยดำเนินงานปกติจะต้องพัฒนาหรือปรับปรุงซอฟต์แวร์เองการวิจัยดำเนินงานมีจุดเด่นตรงที่ความสามารถในการพัฒนาระบบทั้งระบบ ไม่เฉพาะเจาะจงกับการแก้ไขปัญหาย่อยเพียงอย่างเดียว โดยนักวิจัยดำเนินงานจะแก้ปัญหาโดยพิจารณาว่า วิธีหรือเทคนิคใดที่เหมาะสมกับธรรมชาติของระบบนั้น ๆ พิจารณาเป้าหมายของการปรับปรุง และ เงื่อนไขประสิทธิภาพเชิงเวลา และโดยมากแล้วปัญหาทางเทคนิคของการวิจัยดำเนินงานเองมักไม่สามารถแก้ได้ด้วยเทคนิคของการวิจัยดำเนินงานเท่านั้น ต้องอาศัยเทคนิคอื่นมาร่วมแก้ไขปัญหาด้วย