Fenologia on biologian osa-alue, joka tutkii eliöiden toiminnan ja käyttäytymisen vuodenaikaista ja vuosittaista vaihtelua. Siinä tutkitaan toistuvien biologisten vaiheiden ajoittumista sekä niiden syitä ja seurauksia. Tiedot kiinnostavat esimerkiksi kasvi- ja eläintieteilijöitä, maataloustutkijoita ja metsänkasvattajia sekä siitepölyallergian yleisyyden takia jopa kansanterveystieteilijöitä. Esimerkkejä fenologisesta tutkimuksesta ja tiedonkeruusta Suomessa ovat Luonto-Liiton järjestämä kevätseuranta tai eri muuttolintulajien keväisen saapumisajan seuranta.
Luonnon ilmiöitä on seurattu ja kirjattu muistiin Euroopassa jo 1600-luvulla, japanissa ja Kiinassa jo aikaisemminkin. Fenologian ala kukoisti 1800-luvulla, kun tietoja tarvittiin varsinkin maataloustuotannon kehittämiseen. Alan merkitystä vähäteltiin välillä, mutta se lähti uuteen nousuun, kun ilmaston on ennustettu lämpenevän nopeasti.
Nykyään tietokoneita ja tekniikkaa käytetään apuna myös fenologiassa. Satelliittien avulla seurataan kasvipeitteen vihertymistä, vaikka kuvat eivät osaakaan erotella eri kasvilajeja. Haasteena alalla on sellaisten matemaattisten mallien teko, jotka osaavat kytkeä biologiset vaiheet ja sääilmiöt toisiinsa ja luonnon kiertoon. Mallintamisessa ei ole vielä päästy niin pitkälle, että malleja voitaisiin soveltaa laajemmin agronomiaan, ekologiaan tai terveydenhoitoon.