Een anomalie is een feit, of verschijnsel, of tegenspraak in een theorie die binnen een bepaald model of paradigma niet verklaard kan worden. Die anomalie is als een vreemde eend in de bijt die de hele bestaande theorie op zijn kop zet. Als in de wetenschap een tegenspraak niet bevredigend kan worden opgelost, dan kan dit ook aanleiding geven tot een paradigmaverschuiving.
De term anomalie werd gebruikt door de filosoof Immanuel Kant in zijn 'Kritiek van de zuivere rede' uit 1781 en speelt verder een grote rol in de leer van de wetenschapsfilosoof Thomas Kuhn.