หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ (อังกฤษ: Scientific evidence) เป็นหลักฐานที่สนับสนุนหรือคัดค้านทฤษฎีหรือสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ซึ่งจะต้องเป็นหลักฐานเชิงประสบการณ์ (empirical evidence) ตามระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์มาตรฐานของหลักฐานต่างกันในสาขาวิชาต่าง ๆ แต่ความเข้มแข็งของหลักฐานโดยทั่วไปมีมูลฐานอยู่ที่กำลังของการวิเคราะห์ทางสถิติ (statistical analysis) และกำลังของกลุ่มควบคุม (scientific control) ที่ใช้ในการหาและอธิบายหลักฐาน