Luonnonlaki (joskus myös fysiikan laki) on luonnossa havaittu säännönmukaisuus. Tarkemmin rajattuna se on luonnontieteellisesti nk. tieteellisellä menetelmällä selvitetty säännönmukaisuus. Luonnonlakien keskeinen ominaisuus on niiden vaillinaisuus, sillä ne kaikki kuvaavat luontoa vajavaisesti ja korvataan luultavasti aina jossain vaiheessa uusilla ja tarkemmilla. Toisaalta selvästi vanhentuneet kuten klassisen mekaniikan lait toimivat monessa tilanteessa riittävän tarkasti. Toinen oleellinen ominaisuus on niiden ennustuskyky eli niillä voidaan ennustaa tulevaisuuden tapahtumia jossain määrin, kun tiedetään nykyinen tilanne. Tätä ennustamista käytetään myös luonnonlakien todenpitävyyden todentamiseen. Kolmanneksi luonnonlait ovat matemaattisia eli niillä kuvataan kvantitatiivisesti ilmaistavissa olevien asioiden välisiä säännön mukaisuuksia.
Linjanveto siitä, mitä sanotaan luonnonlaiksi ja mitä 'pelkäksi' teoriaksi on varsin liukuvaa mutta yleensä laki on jokin, jota ei enää edes kyseenalaisteta massiivisen empiirisen todistusaineiston vuoksi. Tällaisia ovat vaikkapa energian säilyminen ja voiman ja vastavoiman laki. Toisaalta luonnonlait ovat vain yksittäisiä relaatioita, kuten dynamiikan peruslaki, ja teoriat, kuten alkuräjähdysteoria, ovat suurempia kokonaisuuksia, joiden todenmukaisuutta kokonaisuutena ei voi helposti tutkia.
|