Una fórmula empírica es una ecuación matemática obtenida empíricamente, por prueba y error, o como una fórmula aproximada a partir de datos experimentales. Por lo tanto, en el momento del descubrimiento, no tiene una justificación teórica conocida. En particular, las dimensiones de las cantidades utilizadas y calculadas en la fórmula pueden no corresponderse entre sí (un ejemplo es la dimensión de la constante gravitacional, cuya dimensión se deriva de la fórmula, pero no tiene justificación lógica). Otro rasgo característico de tales fórmulas, que expresan patrones empíricos, es la presencia de coeficientes empíricos , parámetros especialmente seleccionados de la fórmula empírica. Una fórmula empírica también puede ser un análogo simple de una relación teórica exacta más compleja o, por el contrario, un análogo complicado de una relación teórica aproximada. En gran medida, los conceptos de fórmula empírica y fenomenológica se entrecruzan.
Las fórmulas empíricas se utilizan ampliamente en la investigación aplicada y también aparecen en ramas de la ciencia en rápido desarrollo. En muchos casos, eventualmente son reemplazadas por fórmulas exactas con la acumulación de una cantidad suficiente de conocimiento. Un ejemplo de ello es la fórmula de Rydberg para las longitudes de onda de las líneas espectrales del hidrógeno . Propuesto en 1888 , predijo perfectamente las longitudes de onda de la serie de Lyman , aunque nadie sabía por qué funcionaba hasta que Bohr creó su modelo del átomo de hidrógeno en 1913.