Patologi (græsk: pathos, lidelse; logos, lære) er den naturvidenskabelige lære om sygdomme, deres årsager, opståelsesmekanismer og manifestationer.
Patologisk anatomi beskæftiger sig med de anatomiske og fysiologiske forandringer, der sker i kroppens celler og væv ved sygdom. Disse forandringer kaldes også for morfologiske forandringer og har stor betydning ved diagnostisering og forskning i sygdomme. I de senere år bliver et stigende antal analyser lavet vha. molekylærbiologiske teknikker; den form for patologi hedder molekylærpatologi.
Patologi udøves især på patologiafdelinger, som ofte er tilknyttede større hospitaler, fraset øjenpatologsik institut, som ligger under Københavns Universitet. Patologer er læger med speciallægeanerkendelse i "Patologisk anatomi og cytologi" eller dyrlæger ligeledes med relevant efteruddannelse.
Patologien deles i en almen og en speciel del. Den almene del beskæftiger sig med generelle reaktioner og forandringer i kroppen ved sygdomme, mens den specielle, organpatologi, beskæftiger sig med de specifikke sygdomme.