牛頓冷卻定律(Newton's law of cooling)是傳熱學中的一個基本定律，描述了溫度高於周圍環境的物體向周圍媒質傳遞熱量逐漸冷卻時所遵循的規律。
當物體表面與周圍存在溫度差時，單位時間內從單位面積散失的熱量與這個溫度差成正比，比例係數稱為熱傳遞係數。這個定律是由英國物理學家艾薩克·牛頓在1701年通過實驗確定的。在強制對流的情況下，它與實際符合得較好，在自然對流的情況下，它只在溫度差不太大時才成立。牛頓冷卻定律可以用數學公式表示為dT/dt=−k(T−C)，其中T是物體的溫度，t是時間，k是傳熱係數，C是周圍環境的溫度。通過這個公式，可以計算出物體在任何時間點的溫度。這個定律不僅在物理學中有重要套用，也在工程學和其他科學領域中被廣泛套用。