Sir Frederick William Herschel FRS (15. marraskuuta 1738 - 25. elokuuta 1822) oli saksalais-brittiläinen tähtitieteilijä, joka oli aikansa yksi merkittävimmistä tähtitieteen kehittäjistä. Hänet tunnetaan parhaiten Uranuksen löytämisestä vuonna 1781 (havainto 13. maaliskuuta 1781), mutta hänen tieteellinen tuotantonsa ulottui laajasti tähtitieteen eri aloille: hän löysi myös infrapunasäteilyä, tutki systemaattisesti kaksoistähtiä, laati laajoja luetteloita tähdistä ja tähtisumuista sekä kehitti tähtitieteellisiä työmenetelmiä ja instrumentteja.

Herschel rakensi itse monia teleskooppeja, ja hänen rakentamansa instrumentit kuuluivat aikansa tehokkaimpiin. Tunnetuin oli kuuluisaksi tullut 40-jalkainen (noin 12 m) peiliteleskooppi Slough'ssa, joka oli valmistuessaan maailman suurimpia ja herätti paljon huomiota. Näiden teleskooppien avulla hän pystyi havaitsemaan himmeitä kohteita ja tutkimaan kaksoistähtiä sekä tähtisumuja ennennäkemättömän tarkasti.

Hän havaitsi Uranuksen alun perin yksittäisenä kohteena, epäili alussa sen olevan komeetta, mutta myöhemmin huomattiin, että liikkeen perusteella kyseessä oli planeetta ja näin löydettiin aurinkokunnan yksi uusi planeetta. Myöhemmin Herschel löysi myös Uranuksen kuita: esimerkiksi Titanian ja Oberonin löysi hän vuonna 1787. Hänen havaintonsa muuttivat käsitystä aurinkokunnasta ja laajensivat tunnetun maailmankaikkeuden rajaa.

Infrapunasäteilyn löytäminen vuonna 1800 oli Herschelin tunnettu kokeellinen saavutus. Hän teki prismoilla tehdyn kokeen, jossa asetti lämpömittarin näkyvän punaisen valon ulkopuolelle (punaisen alueen taakse) ja havaitsi siellä lämmön lisääntymisen — hän päätteli, että valon näkyvän spektrin ulkopuolella on näkymätöntä lämpösäteilyä (nykyiseltä nimeltään infrapunasäteily).

Herschelin astronominen työ ei rajoittunut vain löytöihin: hän teki systemaattisia kartoituksia ja luetteloita tähdistä, kaksoistähtiä ja tähtisumuja, joilla oli suuri merkitys myöhemmälle tähtitieteen kehitykselle. Työssä häntä auttoi läheisesti hänen sisarensa Caroline Herschel, joka toimi hänen assistenttinaan, löysi useita komeettoja ja laati luettelomateriaalia. Williamin metodiikka ja instrumenttien parantaminen edistivät havaintotieteen tarkkuutta ja luotettavuutta.

Ennen astronomiuraansa Herschel oli aktiivinen muusikko ja säveltäjä: hän soitti selloa, oboeta, cembaloa ja urkuja, toimi muun muassa organistina ja konserttijohtajana ja sävelsi lukuisia teoksia. Hänen musiikillinen tuotantonsa käsittää muun muassa 24 sinfoniaa, useita konsertoja sekä kirkkomusiikkia. Musiikki oli Herschelille sekä ammatti että intohimo ennen kuin tähtitiede alkoi viedä hänen päähuomiotaan.

Herschel sai arvostusta elinaikanaan: hänet valittiin Royal Societyn jäseneksi ja hänelle myönnettiin muita kunnianosoituksia. Hänen työnsä vaikutti laajasti seuraaviin sukupolviin — muun muassa hänen poikansa John Herschel jatkoi vanhempiensa systemaattista havaintotyötä ja laajensi luetteloita. William Herschelin perintö näkyy nykyisessä tähtitieteessä monin tavoin: hänen mukaansa on nimetty muun muassa kraattereita, observatorioita, tutkimuslaitoksia sekä ESA:n Herschel-satelliitti.

Herschel kuoli 25. elokuuta 1822 Slough’ssa (Buckinghamshiren alue), mutta hänen työnsä ja metodinsa vaikuttivat merkittävästi tähtitieteen kehitykseen seuraavien vuosisatojen aikana. Hänen elämäntyönsä yhdisti käytännöllisen instrumentoinnin, tarkat havaintomenetelmät ja laaja-alaisen tieteellisen uteliaisuuden.