Den naturvidenskabelige revolution i 1500-tallet og 1600-tallet var en periode i videnskabshistorien, hvor nye ideer inden for astronomi, fysik, biologi, menneskets anatomi, kemi førte til opgør med de hidtil kendte doktriner, der havde været gældende siden oldtidens Grækenland og op gennem middelalderen samt delvis renæssancen. Centrale navne er i den naturvidenskabelige revolution er astronomerne Nicolaus Kopernikus (1473-1543), Tycho Brahe (1546-1601) og Johannes Kepler (1571-1630) samt fysikerne Galileo Galilei (1564-1642) og Isaac Newton (1642-1727).
Revolutionen lagde fundamentet for den moderne naturvidenskab. Blandt videnskabshistorikerne er der overvejende enighed om, at revolutionen begyndte med udgivelsen af to værker i 1543: Nicolaus Kopernikus: De revolutionibus orbium coelestium (Om de himmelske sfærers omdrejning) og Andreas Vesalius: De humani corporis fabrica (Om opbygningen af den menneskelige krop). Den fortsatte indtil slutningen af 1600-tallet, hvor Isaac Newton skrev sit hovedværk Principia mathematica (1686-87). Betegnelsen "videnskabelig revolution" for denne periode skyldes historikeren og filosoffen Alexandre Koyré, der brugte den fra 1939.