Ang kosmolohiya ay ang sangay ng astronomiya na tumatalakay sa uniberso.[1][2] Binibigyan kahulugan ng NASA ang kosmolohiya bilang "Ang pag-aaral ng istruktura at mga pagbabago sa kasalukuyang uniberso".[3] Ang isa pang kahulugan ng kosmolohiya ay "ang pag-aaral ng uniberso, at ang lugar ng sangkatauhan dito".[4]
Nangingibabaw sa modernong kosmolohiya ang teorya ng Big Bang (lit. Malaking Putok), na pinagsasama-sama ang astronomiyang nagmamasid at pisikang pampartikula.
Kahit na kamakailan lamang ang salitang kosmolohiya (unang ginamit noong 1730 sa Cosmologia Generalis ni Christian Wolff), may mahabang kasaysayan ang pag-aaral ng uniberso.