과학사회학(Sociology of Science, 科學社會學)은 사회체계로서의 과학을 연구하는 사회학의 한 분야이다. 미국의 사회학자 로버트 K. 머턴(Robert K. Merton)이 20세기 중반에 정립한 것으로 널리 알려져 있다. 머턴은 본래 과학과 사회 사이의 상호작용을 분석하는 데 관심을 두었으나, 과학의 내부 구조를 사회학적으로 이해하지 않고서는 연구를 진행할 수 없다고 판단하여 과학사회학을 정립하였다.
과학사회학은 당시 학문적 주류였던 기능주의의 영향을 크게 받았으며, 과학을 '고유한 가치와 규범이 조화를 이루는 체계'로 해석한다. 이 관점에서 과학의 가치와 목적은 객관적인 지식체계를 만드는 것이며, 연구자들은 보편주의, 공유주의, 이해중립성, 회의주의로 이루어진 규범을 준수함으로써 이러한 가치를 실현한다고 본다.
과학사회학의 역사적 배경은 19세기 말 지식사회학에서 비롯되었다. 칼 마르크스와 프리드리히 엥겔스는 물질적 발전이 개인의 사회적·정치적·지적 생활을 결정한다는 유물론적 사고를 주창하였으며, 피티림 소로킨(Pitirim Sorokin)은 자연과학을 포함한 모든 지식이 문화정신에서 나온다는 관념론적 입장을 취하였다. 이후 허버트 스펜서와 탤컷 파슨스의 기능주의가 20세기 중반까지 사회학을 지배하면서 머턴의 과학사회학 정립에 큰 영향을 주었다.
머턴은 1938년 논문 《17세기 영국의 과학, 기술과 사회》에서 청교도주의가 근대과학의 발전에 영향을 미쳤다고 지적하였으며, 이후 〈과학과 사회질서〉(1937), 〈과학의 규범 구조〉(1942) 등의 논문을 통해 과학의 내부 구조를 사회학적으로 분석하였다. 머턴은 과학을 "과학자를 구속하는 가치와 규범의 정서적 복합체"로 정의하고, 과학자들이 따르는 네 가지 규범을 제시하였다. 보편주의는 학설의 타당성이 연구자의 인종·국적·종교·명성과 무관하게 비인격적 기준에 따라 판단되어야 함을 의미하며, 공유주의는 과학지식이 인류 공동의 재산이므로 배타적 소유권을 주장할 수 없음을 뜻한다. 이해중립성은 과학의 구조 자체가 연구자로 하여금 정직해지도록 규제한다는 주장이며, 회의주의는 학설이 받아들여지기 전에 논리적·경험적 기준에 기반한 검증을 거쳐야 한다는 태도를 말한다.
과학사회학은 또한 과학자 공동체의 보상체계를 연구 대상으로 삼는다. 뛰어난 성과를 이룬 연구자는 법칙이나 용어에 이름을 남기거나 명예와 금전적 보상을 받으며, 이러한 체계는 학자들에게 연구 동기를 제공한다. 한편 보상체계는 과학자 사회에 불평등을 유발하기도 하는데, 유명한 과학자가 더 많은 지원을 받아 더 좋은 논문을 발표하고 지위를 강화하는 '마태 효과(Matthew Effect)'가 대표적인 사례이다. 그 외에도 과학사회학은 새로운 학문이 형성되는 과정, 과학자들의 의사소통 구조, 과학의 연령구조 등 다양한 주제를 다룬다.
과학사회학에 대한 비판도 존재한다. 머턴적 규범과 현실 간의 괴리를 지적하는 비판이 대표적이며, 과학자의 행동을 가치나 규범과 같은 추상적 개념보다는 연구자 사이의 이해관계와 상호작용의 결과로 해석해야 한다는 주장도 제기되었다. 또한 과학사회학이 과학지식의 내용 자체를 고려하지 않았다는 비판에 따라, 일부 영국 학자들은 과학지식의 사회적 특성을 연구하는 과학지식사회학(Sociology of Scientific Knowledge, SSK)을 정립하였다. 과학지식사회학은 과학철학의 영향을 많이 받았으며, 과학지식의 구성에 사회적 요인이 어떻게 작용하는지를 연구한다는 점에서 전통적인 과학사회학과 구별된다.
