วิทยาการคำนวณ (Computational Science) เป็นสาขาวิชาที่มุ่งเน้นการศึกษาและประยุกต์ใช้หลักการทางคณิตศาสตร์ วิทยาการคอมพิวเตอร์ และการจำลองเพื่อแก้ไขปัญหาทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ โดยรวมถึงการพัฒนาแบบจำลอง (Model) และวิธีการคำนวณต่าง ๆ ที่ช่วยให้สามารถวิเคราะห์และทำนายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติหรือปรากฏการณ์ที่เกิดจากมนุษย์ได้อย่างแม่นยำ

หัวข้อหลักที่สำคัญในวิทยาการคำนวณ ได้แก่:

1. อัลกอริทึม (Algorithm) - การออกแบบวิธีการแก้ปัญหาเชิงคำนวณอย่างมีประสิทธิภาพ
2. การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ (Computer Simulation) - การจำลองเหตุการณ์หรือสถานการณ์โดยใช้คอมพิวเตอร์ เช่น การจำลองการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์
3. การวิเคราะห์ข้อมูล (Data Analysis) - การใช้เทคนิคทางคณิตศาสตร์และสถิติในการวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมาก
4. การคำนวณเชิงประจักษ์ (Numerical Computation) - การแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์โดยการคำนวณตัวเลข
5. การประมวลผลแบบขนาน (Parallel Computing) - การประมวลผลข้อมูลหลายงานพร้อมกันในเวลาเดียวกัน เพื่อลดระยะเวลาในการคำนวณ

วิทยาการคำนวณได้รับความสำคัญในหลายสาขาวิชา เช่น ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา วิศวกรรมศาสตร์ และเศรษฐศาสตร์ เนื่องจากช่วยในการจำลองและพยากรณ์สถานการณ์ที่ซับซ้อนได้อย่างแม่นยำ