A aplicação da lei federal é uma forma de aplicação da lei em nações federadas com jurisdição em todo o país. As nações com um governo federal são divididas em várias subdivisões, cada uma das quais pode fazer suas próprias leis e cada uma com seu próprio órgão ou agências de aplicação da lei, tornando a aplicação da lei federal necessária para lidar com violações da lei que estão fora da jurisdição departamentos individuais. Nas nações que não possuem um governo federado, uma agência de aplicação da lei com jurisdição em todo o país é denominada agência nacional de aplicação da lei e pode funcionar um pouco diferente das agências federais.
Nas nações federadas, as agências policiais individuais são responsáveis por supervisionar a segurança pública em suas próprias divisões. Por exemplo, no Canadá, o Serviço de Polícia de Toronto lidaria com questões de aplicação da lei na cidade de Toronto, mas a Polícia Montada Real do Canadá lida com questões de aplicação da lei que pertencem à segurança nacional do Canadá, que atravessam as fronteiras de divisões no Canadá ou que são escalado por lei para o nível federal.
Os agentes que trabalham para organizações federais de aplicação da lei lidam com questões como controle de fronteiras, sequestro, proteção de chefes de estado, leis sobre drogas, terrorismo doméstico, crimes que atravessam fronteiras internas, fraude contra o governo, falsificação e outros crimes que ameaçam a segurança nacional. Em muitas nações com um governo federal, leis rigorosas determinam a jurisdição de várias agências, protegendo as agências de aplicação da lei localizadas contra interferências, enquanto concedem às agências federais a autoridade para mudar quando for apropriado.
Os membros das agências federais de aplicação da lei freqüentemente cooperam com as autoridades locais, bem como com as organizações internacionais de aplicação da lei. Nas nações onde várias agências federais foram estabelecidas, as agências também precisam cooperar entre si para atingir o objetivo comum de proteger a integridade do governo nacional. Os acordos de compartilhamento de poder podem ser incertos entre as agências, especialmente em situações envolvendo tipos de atividades criminosas que são relativamente novas ou indefinidas.
Os funcionários das agências federais de aplicação da lei podem trabalhar em várias capacidades. Todos eles são submetidos a extensas verificações de antecedentes e treinamento, projetados para qualificá-los para o serviço, com alguns optando pelo trabalho de campo como agentes, enquanto outros podem estar mais interessados em trabalhar em escritórios como pesquisadores, supervisores, coordenadores de inteligência etc. A aplicação da lei federal também depende muito do trabalho de cientistas em laboratórios federais que fazem de tudo, desde analisar evidências de cenas de crime até auxiliar na análise de inteligência.