Uma anomalia gravimétrica (também anomalia gravítica) é a diferença entre o valor real da aceleração da gravidade de um lugar e o valor calculado teoricamente.

Essa diferença entre o valor da aceleração da gravidade observado (g_obs) num determinado local de um planeta, geralmente um ponto na sua superfície, e a aceleração da gravidade teórica (γ), é obtida com base num modelo que contempla as dimensões, massa e rotação do planeta: ${\displaystyle \Delta g=g_{obs}-\gamma }$. Uma anomalia positiva indica a presença de um corpo com excesso de massa relativamente ao modelo de referência. Mediante o modelo numérico do campo gravitacional é possível determinar a estrutura interna dos planetas. Quando o valor real é inferior ao valor teórico, a anomalia é dita negativa.

A anomalia gravimétrica é medida in situ, por meio de um aparelho chamado gravímetro, ou por meio de satélite. Este valor varia com a latitude, a altitude e a natureza geológica do local em que a medição é efetuada, sendo tanto maior quanto mais densos forem os materiais.

Costuma ser representada na forma de mapas e é normalmente expressa em miligal(1 mGal = 10⁻⁵ m/s²). Adicionalmente aplicam-se certas correções como a de Bouguer que facilitam a interpretação dos dados.