宇宙论（或宇宙学）译自英文之“Cosmology”。宇宙学是对宇宙整体的研究，并且延伸探讨至人类在宇宙中的地位。虽然宇宙学这个词是最近才有的，人们对宇宙的研究已经有很长的一段历史，牵涉到科学、哲学、神秘学以及宗教。形而上学的第三部分就是宇宙论，探讨世界，世界的偶然性、必然性、永恒性、在时空中的限制，世界在变化中的形式的规律，以及人类的自由和恶的起源。
宇宙论是研究热现象中物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系，以及状态发生变化时系统与外界相互作用（包括能量传递和转换）的学科。工程热力学是热力学最先发展的一个分支，它主要研究热能与机械能和其他能量之间相互转换的规律及其应用，是机械工程的重要基础学科之一。
宇宙论是研究宇宙的大尺度结构和演化的学科。当我们巡视遥远的太空深处时，也就是在沿着时间上溯。我们所看到的那些最远的星系，是很久很久以前当它们发出的光开始其漫长的太空旅行时的面貌。既然庞大的星系都曾经是年轻的，所以宇宙结构如何产生的问题就同宇宙论不可分割地联系在一起。研究宇宙中可观测的结构（从巨大的星系团到太阳系）的起源属于天体演化学的领域。有待查明的根本问题包括：宇宙是何时和怎样发端的，星系是如何形成并获得我们观测到的形态及尺度分布的，恒星是如何诞生的，行星和生命是如何演化的，等等。
某些宇宙学者曾试图把宇宙学原理推广到包括沿时间不变的概念。根据这个原理，至少在最大的尺度上宇宙是永恒不变的。于是，完美宇宙学原理说，从空间和时间中的任何一点看去，宇宙都呈现出相似的面貌。由这个假设导出的稳恒态宇宙论已被观测排除。因而，宇宙学者一般只接受宇宙学原理的较弱的形式，而我们也乐于承认，宇宙在空间（而不是时间）中是近似均匀且各向同性的。