La exploració espacial designa els esforços de l'home a estudiar el espai i els seus astres des del punt de vista científic i de la seva explotació econòmica. Aquests esforços poden involucrar tant éssers humans viatjant en naus espacials com a satèl·lits amb recursos de telemesura o sondes teleguiades enviades a uns altres planetes (orbitant o aterrant en la superfície d'aquests cossos celestes).

La ciència que estudia els vols espacials i la tecnologia relacionada amb ells es denomina astronàutica.

Les persones que piloten naus espacials, o són passatgers en elles, es diuen astronautes (a Rússia: cosmonautes; a la Xina: taikonautes). Tècnicament es considera astronauta a tot aquell que emprengui un vol sub-orbital (sense entrar en òrbita) o orbital a com a mínim 100 km d'altitud (considerat el límit extern de la atmosfera).