Kosmetoloogia (kreeka sõnast κοσμητικός (kosmētikos) 'ilusaks tegemine' ja sufiks -λογία, (-logia) 'õpetus millestki') on meditsiini haru, mis käsitleb inimese välimust esteetika vaatepunktist ning meetodeid nähtavate iluvigade kõrvaldamiseks.
Kosmetoloogia sai iseseisvaks teadusharuks 1930. aastatel[1]. Suur osa kosmetoloogia meetoditest ja terminitest pärineb siiski hoopis sellistest teadusharudest nagu dermatoloogia, füsioteraapia, taastusraviuuringud, kosmeetiline keemia ja ortopeedia. Kuna kosmetoloogia on lähedalt seotud ilutööstuse huvidega (hügieenitarvete tootmine, kosmeetikatööstus, ilukirurgia jms), areneb see tänapäeval kiiresti, kasutades teiste inimest uurivate teadusharude saavutusi.
Meetodite järgi jaguneb kosmetoloogia terapeutiliseks ja kirurgiliseks[viide?]. Kosmetoloogia rakendusharu on kosmeetika[1].