Pengujian hipotesis adalah praktik umum dalam sains yang melibatkan pelaksanaan tes dan eksperimen untuk melihat apakah penjelasan yang diusulkan untuk fenomena yang diamati berhasil dalam praktik. Hipotesis adalah penjelasan tentatif untuk beberapa jenis fenomena yang diamati, dan merupakan bagian penting dari metode ilmiah. Metode ilmiah adalah serangkaian langkah-langkah yang biasa digunakan oleh mereka yang berkecimpung dalam bidang ilmiah untuk memberikan penjelasan ilmiah atas berbagai fenomena.
Setiap penjelasan tentatif dapat disebut sebagai hipotesis jika dapat diajukan untuk pengujian hipotesis. Namun demikian, ada seperangkat pedoman untuk penjelasan agar dianggap sebagai hipotesis ilmiah yang benar. Poin utama pertama adalah kemampuan untuk diuji; suatu hipotesis ilmiah harus dapat dilanjutkan ke tahap pengujian hipotesis untuk dianggap sebagai hipotesis yang sah secara ilmiah. Secara umum disarankan agar hipotesis relatif sederhana, meskipun hal ini tidak selalu memungkinkan. Hipotesis juga harus mampu menjelaskan fenomena di bawah serangkaian kondisi apa pun; jika hipotesis hanya dapat menjelaskan fenomena dalam satu set kondisi, umumnya dianggap tidak dapat diterima.
Hipotesis umumnya dianggap berguna hanya jika mereka cenderung memperbaiki tubuh pengetahuan saat ini tentang suatu subjek dan membuka jalan bagi pengetahuan yang lebih besar untuk diperoleh di masa depan. Juga, hipotesis umumnya tidak diakui jika bertentangan dengan pengetahuan umum lainnya. Jika hipotesis memenuhi semua persyaratan ini, biasanya akan dilanjutkan ke tahap pengujian hipotesis.
Dalam pengujian hipotesis, penguji berusaha menemukan bukti yang memvalidasi atau menyangkal hipotesis yang diberikan. Biasanya, ini melibatkan serangkaian eksperimen yang dilakukan dalam berbagai kondisi. Jika hipotesis tidak tahan uji dalam semua kondisi, biasanya ada sesuatu yang salah dengan hipotesis dan yang baru harus dibentuk untuk memperhitungkan informasi baru. Hipotesis baru diajukan untuk pengujian hipotesis yang sama. Jika lolos dan tidak terbukti salah, pada akhirnya dapat dianggap sebagai teori atau hukum ilmiah, meskipun tidak ada dalam sains yang dapat dibuktikan kebenarannya secara mutlak.
Salah satu metode umum pengujian hipotesis dikenal sebagai pengujian hipotesis statistik, dan biasanya berhubungan dengan sejumlah besar data. Eksperimen dan tes dilakukan dan data dikumpulkan. Jika data yang dikumpulkan menunjukkan bahwa kecil kemungkinan hasil terjadi secara kebetulan, maka dianggap signifikan secara statistik dan dapat digunakan untuk mendukung hipotesis.