경영과학(operations research, OR)은 수학적 모델링과 다양한 발견적 접근법에 기반한 최적화 방법의 개발과 적용을 다루는 학문 분야이다.
경영과학의 방법론은 목적 지향적인 활동을 조직해야 하고 그 활동을 여러 방식으로 수행할 수 있는 상황, 즉 여러 가능한 대안 가운데 하나를 선택해야 하는 상황에 적용된다. 각 대안은 나름의 장점과 단점을 지니며, 주어진 상황을 고려할 때 어느 대안이 더 바람직한지, 그 이유가 무엇인지는 즉각적으로 명확하지 않다.
경영과학의 목표는 효과성 척도에 근거하여 최적의 결정에 대한 사전적·정량적 근거를 제시하는 것이다. 실제 결정을 내리는 행위 자체는 경영과학의 범위를 벗어나며, 이는 책임 있는 의사결정자(DM)의 권한에 속한다.
경영과학의 방법은 구조화가 잘된 문제에 효과적이다. 구조화가 잘된(또는 정형화가 잘 이루어진) 문제는 정량적 형식화가 가능하며, 그 가장 본질적인 관계는 형식적 모델로 표현되고 숫값을 취하는 기호를 통해 상징적 형태로 표현된다. 경영과학의 방법론은 계산 자체뿐만 아니라 문제의 정식화 과정, 수학적 모델의 선택, 그리고 계산 결과의 해석과 이해에도 세심한 주의를 기울인다.
경영과학 연구의 상당 부분은 수학적 계획법 방법에 기반을 둔다. 순수한 수학적 방법과 달리, 이러한 방법은 문제 정식화를 위한 도구를 제공하며, 가능해 영역과 해의 대안들을 산출한다. 나아가 수학적 계획법 모델은(목적함수와 제약조건의 형태로) 여러 기준을 반영할 수 있어 의사결정의 객관성을 높인다.
수학적 계획법 모델을 지향하는 분야와 더불어, 경영과학은 수리통계학과 확률론에 근거한 방법과 모델도 포함한다. 경영과학의 방법에는 게임이론, 수리논리학, 그래프이론 및 기타 이산수학 방법도 포함된다.
그 결과 서로 다른 방법의 적용에 근거한 여러 독자적인 경영과학 분야가 생겨났다. 재고 관리, 장비 교체, 자원 배분, 일정계획 등 수학적 계획법의 주요 정식화에 뿌리를 둔 문제 부류들이 있으며, 대기행렬이론, 갈등과 경쟁의 게임이론적 모델 등도 있다.