Un viaje espacial es el que realiza cualquier nave que abandone la atmósfera terrestre. La ciencia e ingeniería de los viajes espaciales, tripulados o no se llama astronáutica.
La exploración del espacio o astronáutica es una ciencia interdisciplinaria que se apoya en conocimientos de otros campos, como física, astronomía, matemáticas, química, biología, medicina, electrónica y meteorología.
La ciencia que permite un viaje espacial también es conocida como cosmonáutica, ya que se realiza en el cosmos. El término astronáutica ha sido más utilizada en occidente, de ahí que los tripulantes de naves espaciales occidentales sean conocidos como astronautas, mientras que en la antigua URSS eran conocidos como cosmonautas, o viejeros del cosmos.
Esta disciplina no sólo incluye el estudio de los vuelos espaciales, sino que incluye también la investigación, construcción de los vehículos necesarios, así como una serie de tecnologías anexas.
A la hora de plantearse la posibilidad de viajar fuera de la atmósfera terrestre, tanto para orbitar alrededor de la Tierra como para navegar en el cosmos, se debe tener presente la fuerza de la gravedad. Los vehículos o artefactos que vuelan por el espacio no son ajenos a esta fuerza.
La era de los viajes espaciales arranca con el lanzamiento del Sputnik 1 por la Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas (URSS) en octubre de 1957, y con el del Explorer 1 por Estados Unidos en enero de 1958.
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