Antiikin tieteellä tarkoitetaan Välimeren rannikolla noin 700 eaa. – 500 jaa. harjoitettua luonnontiedettä tai luonnonfilosofiaa. Laajemmin määriteltynä termillä voidaan tarkoittaa myös keskipronssikauden ja Rooman valtakunnan hajoamisen välistä aikakautta Lähi-idässä, Välimeren alueella, Kiinassa ja Intiassa.
Antiikin tieteen historia liittyy läheisesti antiikin filosofian historiaan, koska useimmat tieteet eivät olleet vielä tuolloin erkaantuneet filosofiasta, vaan ne luettiin sen osiksi. Antiikin tieteen tunnuspiirteitä ovat instituutiomaisuus ja teoreettisuus yhdistettynä filosofiseen pohdiskeluun uskonnoista ja mytologioista riippumatta. Tämä artikkeli keskittyy lähinnä antiikin Kreikan ja Rooman valtakunnan tieteeseen, Lähi-idän alueen varhaisesta tieteen traditiosta katso artikkeli Mesopotamian tiede ja muinaisegyptiläisestä tieteestä katso artikkeli muinais-Egyptin tiede.
Antiikin tieteen historia jaetaan aikakauden perinteisen historiakäsityksen mukaisesti arkaaiseen (esisokraattiseen; 700–480 eaa.), klassiseen (480–330 eaa.), hellenistiseen (330–27 eaa.) ja roomalaiseen aikakauteen (27 eaa. – 500 jaa.). Kreikan pimeiltä vuosisadoilta alkanut kehitys johti kaupunkivaltioiden syntymiseen Egeanmeren ympäristössä, mistä alkoi myös tieteeksi tulkittava traditio, jolle ominaista on johonkin uskonnolliseen tai yliluonnolliseen perustuva maailman kuvaaminen. Tieteen historiallisesti esisokraattinen aikakausi tunnetaan aikana, jolloin ei ollut olemassa yhtä vallitsevaa selitysmallia, vaan erilaisia selityksiä oli lukemattomia. Empiirisiä kokeita ei tehty, toisaalta tämän ajan filosofi-tutkijoita pohdituttivat niin perustavanlaatuiset kysymykset, ettei kokeiden tekeminen olisikaan ollut mahdollista.
Esisokraatikoiden ajatusten kirjo päättyi klassisen kauden kahteen synteesiin. Ensimmäisestä vastasi Platon ja seuraavasta Aristoteles. Molempien ajatukset säilyivät vallitsevina eurooppalaisessa tieteessä uuden ajan alkuun asti. Monet aiemmat teoriat jäivät näiden synteesien ulkopuolelle, jääden siten vähälle huomiolle. Aleksanteri Suuren valloitusretkien myötä kaupunkivaltioiden aika oli ohitse ja Aleksanteri perusti osia Egyptistä, Vähän-Aasian, Persian ja Indus-jokilaakson käsittäneen valtakunnan. Valtakunnan eri osat olivat läheisessä yhteydessä Kiinan, Intian ja Egyptin korkeakulttuureihin, joiden saavutuksiin kreikkalaiset pääsivät käsiksi kaupanteon ja valtakunnan laajenemisen yhteydessä. Hellenistinen aikakausi oli antiikin tieteen kukoistusaikaa.
Roomalaiskaudella tiede keskittyi kehittämään insinööritaitoja ja sotilasvarustelua. Tieteeltä odotettiin vastauksia käytännöllisiin ongelmiin, eikä kreikkalaistyyppistä ajattelua pidetty arvossa. Tieteen taso laski roomalaiskaudella selvästi verrattuna siihen, mitä se oli ollut kreikkalaisten kulttuurissa. Roomalaiskausi päättyi kristinuskon nousuun ja kansanvaellusajan alkamiseen. Huomattava osa kreikkalaisesta tiedosta olisi hävinnyt, elleivät arabit olisi pelastaneet sitä. Euroopassa alkoi keskiaika ja Lähi-idässä tiede alkoi elää kultakauttaan.