अंतरिक्ष अन्वेषण का तात्पर्य है खगोलविदों द्वारा उन्नत अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के माध्यम से बाह्य अंतरिक्ष में आकाशीय पिंडों की निरंतर खोज और अन्वेषण करना. इसके अंतर्गत खगोलविदों के द्वारा अंतरिक्ष की दूरबीन के द्वारा अध्ययन, और रोबोट के माध्यम से जांच-पड़ताल की जाती है. इस प्रक्रिया में मानव स्पेस-क्राफ्ट का भी इस्तेमाल किया जाता है.