วิทยาการข้อมูล (อังกฤษ: Data science) เป็นสหสาขาวิชาที่ใช้วิธีการ กระบวนการ อัลกอริทึม และระบบทางวิทยาศาสตร์มาใช้เพื่อหาความรู้จากข้อมูลหลากหลายรูปแบบ ทั้งจัดเก็บเป็นระเบียบและไม่เป็นระเบียบ[1][2] เป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับการทำเหมืองข้อมูล การเรียนรู้เชิงลึก และข้อมูลขนาดใหญ่วิทยาการข้อมูลเป็นศาสตร์ที่เป็นการบูรณาการสถิติศาสตร์ การวิเคราะห์ข้อมูล และการเรียนรู้ของเครื่องเข้าด้วยกันเพื่อให้สามารถเข้าใจและวิเคราะห์ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจริงในข้อมูลได้[3] ใช้เทคนิคและทฤษฎีที่ได้มาจากคณิตศาสตร์ สถิติศาสตร์ วิทยาการคอมพิวเตอร์ และวิทยาการสารสนเทศจิม เกรย์ นักวิทยาศาสตร์ผู้ได้รับรางวัลทัวริงมองว่า วิทยาการข้อมูลเป็นวิทยาศาสตร์แขนงที่สี่ ต่อยอดมาจากวิทยาศาสตร์การทดลอง วิทยาศาสตร์ทฤษฎี และวิทยาศาสตร์เชิงคำนวณ โดยเชื่อว่าทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์กำลังจะเปลี่ยนไปโดยอิทธิพลของเทคโนโลยีสารสนเทศและการเพิ่มขึ้นของข้อมูล[4][5]