Ilmu perpustakaan (Inggris: library science) adalah bidang interdisipliner yang menggabungkan ilmu sosial, ilmu hukum, dan ilmu terapan untuk mempelajari topik yang berkaitan dengan perpustakaan. Ilmu perpustakaan ini mempelajari mengenai cara pengumpulan, pengorganisasian, pengawetan, dan penyebarluasan sumber informasi yang ada di suatu perpustakaan, serta berkaitan dengan nilai ekonomi dan politis dari informasi pada umumnya.

Pada mulanya ilmu perpustakaan lebih membahas mengenai ilmu pengarsipan. Hal ini berkaitan dengan cara penataan sumber informasi dengan sistem klasifikasi perpustakaan dan teknologi untuk mendukung maksud ini. Topik ini juga berkaitan dengan bagaimana pengguna jasa informasi ini mengakses, menelusuri, dan memanfaatkan informasi. Dan satu aspek lagi yang tidak kalah penting adalah etika dalam penataan dan pelayanan informasi, serta status legal dari suatu perpustakaan sebagai sumber informasi.

Secara akademis, mata kuliah dalam ilmu perpustakaan biasanya meliputi: manajemen koleksi, sistem informasi dan teknologi, kataloging, klasifikasi, cara pengawetan, referensi, statistika dan manajemen. Ilmu perpustakaan juga berkembang sejalan dengan perkembangan teknologi komputer, oleh karena itu topik tentang sistem informasi manajemen, manajemen basis data, arsitektur informasi, dan manajemen pengetahuan juga menjadi bagian mata kuliah penting dalam pembahasan ilmu perpustakaan menuju suatuperpustakaan digital. Ilmu Perpustakaan biasanya juga berhubungan dengan dokumentasi dan kearsipan.