กายวิภาคศาสตร์ (อังกฤษ: Anatomy; กรีก: ἀνατομία anatomia, มาจาก ἀνατέμνειν ana: การแยก และ temnein: การตัดเปิด) เป็นแขนงหนึ่งของวิชาชีววิทยา ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างของสิ่งมีชีวิต คำนี้หมายรวมถึงกายวิภาคศาสตร์มนุษย์ (human anatomy) , กายวิภาคศาสตร์สัตว์ (animal anatomy หรือ zootomy) และกายวิภาคศาสตร์พืช (plant anatomy หรือ phytotomy) ในบางแง่มุมกายวิภาคศาสตร์ก็มีความเกี่ยวข้องอย่างลึกซึ้งกับวิชาคัพภวิทยา (embryology) , กายวิภาคศาสตร์เปรียบเทียบ (comparative anatomy) และคัพภวิทยาเปรียบเทียบ (phylogenetics หรือ comparative embryology) [1]โดยมีรากฐานเดียวกันคือวิวัฒนาการ (evolution)
กายวิภาคศาสตร์สามารถแบ่งออกได้เป็นมหกายวิภาคศาสตร์ (gross anatomy หรือ macroscopic anatomy) และจุลกายวิภาคศาสตร์ (microscopic anatomy) [1] มหกายวิภาคศาสตร์ [หรืออาจเรียกว่ากายวิภาคศาสตร์เฉพาะส่วน (topographical anatomy, regional anatomy หรือ anthropotomy)] เป็นการศึกษาโครงสร้างทางกายวิภาคที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า[1] จุลกายวิภาคศาสตร์เป็นการศึกษาโครงสร้างทางกายวิภาคขนาดเล็กซึ่งต้องอาศัยกล้องจุลทรรศน์ ได้แก่ มิญชวิทยา (histology) ซึ่งเป็นการศึกษาโครงสร้างของเนื้อเยื่อ[1] และวิทยาเซลล์ (cytology) ซึ่งเป็นการศึกษาเซลล์
กายวิภาคศาสตร์มีประวัติศาสตร์เป็นเวลายาวนาน มีการพัฒนาความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับหน้าที่ของอวัยวะและโครงสร้างต่างๆ ของร่างกายอย่างต่อเนื่อง เช่นเดียวกันกับวิธีการศึกษาที่พัฒนาอย่างรวดเร็วตั้งแต่การศึกษาจากสัตว์ไปจนถึงการชำแหละ (dissect) ศพมนุษย์ จนกระทั่งพัฒนาเทคนิคที่อาศัยเทคโนโลยีที่ซับซ้อนในศตวรรษที่ 20
วิชากายวิภาคศาสตร์นั้นต่างจากพยาธิกายวิภาค (anatomical pathology หรือ morbid anatomy) หรือจุลพยาธิวิทยา (histopathology) ซึ่งเป็นการศึกษาลักษณะทางมหภาคและจุลภาคของอวัยวะที่เป็นโรค
