มหกายวิภาคศาสตร์ (Gross anatomy) เป็นการศึกษากายวิภาคศาสตร์ในระดับมหภาค ซึ่งแตกต่างจากการศึกษากายวิภาคศาสตร์ในสาขาอื่นๆ เช่น จุลกายวิภาคศาสตร์ซึ่งเป็นการศึกษากายวิภาคศาสตร์โดยอาศัยกล้องจุลทรรศน์

มหกายวิภาคศาสตร์มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาโครงสร้างและการจัดเรียงตัวของอวัยวะและระบบอวัยวะในระดับมหภาค หรือระดับที่สายตาเปล่ามองเห็นได้ การศึกษาวิชานี้โดยทั่วไปคือการชำแหละ (dissection) ร่างกายของสัตว์หรือผู้บริจาคร่างกายเพื่อการศึกษา โดยการผ่าตัดเปิด (surgically open) เพื่อศึกษาอวัยวะต่างๆ นอกจากนั้นยังอาจใช้การส่องกล้อง (endoscopy) โดยอุปกรณ์ที่มีกล้องถ่ายวิดีโอติดตั้งอยู่ สอดเข้าไปผ่านทางช่องเปิดขนาดเล็กเพื่อศึกษาอวัยวะภายในและโครงสร้างอื่นๆ ในสัตว์ที่มีชีวิตอยู่

ในการศึกษากายวิภาคศาสตร์ของระบบไหลเวียนโลหิตในสัตว์ที่มีชีวิตอยู่มักใช้การบันทึกภาพรังสีหลอดเลือดหรือหลอดน้ำเหลือง (angiograph) เป็นเทคนิคที่ทำให้สามารถสังเกตเห็นหลอดเลือดโดยการฉีดสารที่ทึบแสงหรือทึบรังสี (opaque dye) นอกจากนั้นเทคนิคอื่นๆ เช่น การเอกซ์เรย์ (x-ray) และการสร้างภาพด้วยเรโซแนนซ์แม่เหล็ก (magnetic resonance imaging, MRI)

ในโรงเรียนแพทย์ หรือคณะแพทยศาสตร์ส่วนใหญ่จะบังคับให้นักศึกษาแพทย์ได้ศึกษามหกายวิภาคศาสตร์ หลักสูตรมักจะคาดหวังให้นักศึกษาได้เรียนรู้กายวิภาคศาสตร์ของมนุษย์พื้นฐานและรู้จักตำแหน่งที่สำคัญทางกายวิภาค (anatomical landmark) ซึ่งช่วยในการวินิจฉัยโรคได้ คณะแพทยศาสตร์หลายแห่งมีการให้นักศึกษาได้ศึกษาร่างของผู้บริจาคร่างกายเพื่อการศึกษา (หรือที่นิยมเรียกกันในประเทศไทยว่า "อาจารย์ใหญ่") หรือใช้ตำราภาพวาดหรือภาพถ่ายจากร่างกายมนุษย์