Az űrkutatás a földi légkörön túli környezet űreszközökkel történő kutatásával foglalkozó tudomány. A tágabb értelmű űrtanhoz tartozik még a világűr hasznosításának tudománya is. Hasonló értelmű szó az asztronautika és a kozmonautika.

A világ legnagyobb, űrkutatással foglalkozó szervezetei az amerikai Nemzeti Légügyi és Űrhajózási Hivatal (NASA, National Aeronautics and Space Administration), az Európai Űrügynökség (ESA, European Space Agency) és az Orosz Űrügynökség (RKA). Csak olyan országok végeznek jelentős űrtevékenységet, amelyek elegendő pénzzel rendelkeznek.

Az űrkorszak 1957-ben kezdődött a Föld első mesterséges holdjának (Szputnyik-1) az indításával. Azóta sok műhold, űrszonda, űrhajó, űrállomás és más űreszköz jutott el a világűrbe. Az űrkutatás másik két fontos eseménye az ember első űrrepülése (Vosztok-1, 1961) és az első holdraszállás (Apollo-11, 1969). Az űrtevékenységet személyzetes és személyzet nélküli űreszközökkel megfelelő arányban végzik. Az űrhajósok nélküli szerkezetek a felderítést és a beprogramozott műveleteket végzik, az összetettebb tevékenységet az emberekkel repülő űrhajók és űrállomások.