Fenologi (Yun. φαινόμενον, phainómenon, "kejadian", "penampilan" dan -logie) adalah ilmu yang mempelajari pengaruh iklim atau lingkungan sekitar terhadap penampilan suatu organisme atau populasi. Aspek utama yang dipelajari adalah bagaimana alam berubah sejalan dengan perjalanan siklus waktu/musim. Ilmu ini dapat dianggap sebagai bagian dari ekologi dan biogeografi.

Salah satu keluaran yang dihasilkan dari kajian fenologi adalah kalender fenologi, semacam penanggalan yang didasarkan pada penampilan/perilaku berbagai organisme. Sebagai misal, keluarnya laron dari lubang-lubang di tanah menandai dimulainya musim penghujan atau ramainya tonggeret menandakan bahwa musim penghujan telah berakhir.

Kalangan pertanian juga mempelajari fenologi untuk mengenal berbagai gejala yang muncul akibat penyakit fisiologis tertentu.