Kriptoloji, veri iletişiminin yanı sıra güvenli ve genellikle gizli biçimde veri depolama ile ilgilenen bilimdir. Adını Yunanca “kryptós” (“gizli”) ve “lógos” (“kelime”) kelimelerinin birleşiminden alan kriptoloji, şifre bilimi olarak da bilinmektedir.
Kriptolojide güvenlik, meşru kullanıcıların saklanan verileri gizli bir anahtar aracılığıyla dönüştürebilmeleriyle sağlanır. Yani, veriler yalnızca anahtara sahip olan meşru kullanıcılar tarafından elde edilebilir. Bununla beraber, verinin güvenliğini sağlamak için üretilen şifre genelde anahtarı bilen kişiler tarafından gizli veriyi kurtarmak ya da kaynağın kimliğini doğrulamak amacıyla çözülebilir.
Kriptoloji bilimi, kriptografi ve kriptanaliz olmak üzere iki ana dala ayrılmaktadır. Kriptoloji sıklıkla -ve yanlışlıkla- kriptografi ve bazen de kriptanaliz ile eşanlamlı olarak düşünülür, ancak bu alandaki uzmanlar, kriptolojinin hem kriptografiyi hem de kriptanalizi kapsayan daha kapsayıcı bir terim olduğu konvansiyonunu yıllardır benimsemiştir.

Kriptografi, başlangıçta bilgilerin şifrelerle gizlenebileceği ve daha sonra gizli anahtarı kullanan meşru kullanıcılar tarafından açığa çıkarılabileceği tekniklerin incelenmesiydi. Daha açık bir ifadeyle, kriptografi, eskiden yalnızca yazılı mesajları şifrelemek ve şifreleri çözmekle ilgileniyordu.
Bugün ise kriptografi, verilerin, yetkisiz kişiler için kopyalaması veya edinmesi imkansız biçimlere anahtar kontrollü dönüşümlerinin tamamını kapsar. Kriptografinin ilkeleri, bilgisayarlarda depolanan veriler arasında akan bilgilerin güvenliğini sağlamak, faks ve televizyon sinyallerini şifrelemek, elektronik ticarette katılımcıların kimliğini doğrulamak ve bu işlemlerin yasal olarak kabul edilebilir kayıtlarını sağlamak gibi konularda da geçerlidir. Günümüz dünyasında neredeyse tüm dijital işlemlerde güvenlik kriptografinin ilkeleri ve teknikleri ile sağlanmaktadır.

Kriptanaliz, anahtar bilgisi olmadan kriptografik olarak gizli bilgileri kurtarma veya edinme bilimi ya da sanatıdır. Daha basit bir ifadeyle kriptanaliz, şifrelenmiş bilgi ve verilerin çözümüyle ilgilenmektedir.