L’exploration de l’espace, parfois appelée conquête de l’espace consiste en l'exploration physique de l'espace, c'est-à-dire de tous les objets extérieurs à la Terre. L’exploration du système solaire en constitue la première étape, un des événements majeurs de la seconde partie du XXe siècle sur le plan scientifique, mais aussi de façon plus large pour nos sociétés, par l'expansion prodigieuse de cette nouvelle frontière. Une colonisation de l'espace pourrait en apparaître comme l'aboutissement à très long terme.

Grâce aux avancées allemandes lors de la Seconde Guerre mondiale, notamment dans le domaine des fusées, la conquête de l'espace a rapidement pris son essor et fut l'un des grands moments de la seconde moitié du XXe siècle. Elle fut marquée, à ses débuts, par une forte concurrence entre les États-Unis et l'URSS, pour des motifs de prestige national liés à la guerre froide. On a appelé cette période la course à l'espace. Depuis, bien que la conquête spatiale soit toujours largement dominée par des agences spatiales nationales ou internationales telles que la NASA ou l'ESA, plusieurs entreprises envisagent de développer des lanceurs commerciaux. Le tourisme spatial intéresse également les entreprises à travers le partenariat avec des agences spatiales, mais également par le développement de leur propre flotte de véhicules spatiaux.

L'idée d'envoyer un objet ou un Homme dans l'espace a été conçue par des auteurs de science-fiction des centaines d'années avant que cela ne soit physiquement et matériellement possible. Pendant la deuxième moitié du XXe siècle, avec le développement des moyens de propulsion appropriés, l'amélioration des matériaux, l'envoi d'une mission dans l'espace ne fut plus seulement un rêve mais devint une réalité.

Trois évènements majeurs de la conquête spatiale sont à retenir : le premier vol spatial orbital de l'Histoire le 4 octobre 1957 par le satellite soviétique Spoutnik 1, le premier vol habité par un être humain le 12 avril