วิทยาศาสตร์โลก หรือ โลกศาสตร์ (Earth Sciences) เป็นศัพท์ที่ใช้เรียกครอบคลุมแขนงต่าง ๆ ของวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับดาวเคราะห์โลก วิทยาศาสตร์โลกอาจถือได้ว่าเป็นกรณีพิเศษของวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ เนื่องจากโลกเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวเท่าที่เรารู้จักที่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ แนวทางในการศึกษาวิทยาศาสตร์โลกนั้น มีทั้งคตินิยมแบบลดทอนและแบบองค์รวม สาขาวิชาสำคัญ ๆ ของวิทยาศาสตร์โลกเท่าที่ผ่านมานั้น จะใช้วิชาฟิสิกส์ คณิตศาสตร์ เคมี และชีววิทยา เพื่อสร้างความเข้าใจเชิงปริมาณในพื้นที่หรือภาค (sphere) หลัก ๆ ของระบบโลก ซึ่งได้แก่

ธรณีวิทยา (Geology) ครอบคลุมส่วนของโลกที่เป็นหิน (หรือธรณีภาค) ซึ่งประกอบด้วยแกนโลก เนื้อโลก และเปลือกโลก สาขาวิชาที่สำคัญได้แก่ ธรณีฟิสิกส์, ธรณีเคมี, บรรพชีวินวิทยา, แร่วิทยา, ศิลาวิทยา, วิชาลำดับชั้นหิน, และตะกอนวิทยา
สมุทรศาสตร์ วิทยาแหล่งน้ำแผ่นดิน (limnology) และอุทกวิทยา ครอบคลุมส่วนของโลกที่เป็นน้ำ (หรืออุทกภาค) ทั้งที่เป็นน้ำจืดและน้ำเค็ม สาขาวิชาย่อยที่สำคัญคือ สมุทรศาสตร์ทางฟิสิกส์, ทางเคมี, และทางชีววิทยา
วิทยาศาสตร์ชั้นบรรยากาศ ครอบคลุมส่วนของโลกที่เป็นก๊าซ (หรือชั้นบรรยากาศ)
วิทยาธารน้ำแข็ง ครอบคลุมส่วนของโลกที่เป็นน้ำแข็ง (cryosphere)