Du hành không gian là chuyến bay bằng cách phóng tên lửa đi vào không gian vũ trụ. Du hành không gian gồm tàu không gian có người hoặc không có người. Các chuyến du hành không gian có người bao gồm chương trình Soyuz của Nga, chương trình tàu con thoi của Hoa Kỳ, cũng như các chuyến đưa người lên Trạm Vũ trụ Quốc tế. Các phi vụ du hành không gian không có người bao gồm các tàu thăm dò không gian thoát khỏi sức hút của Trái Đất, cũng như các vệ tinh nhân tạo bay quanh Trái Đất. Các tàu thăm dò không gian hoặc được điều khiển từ mặt đất thông qua tín hiệu điện từ hoặc được lập trình tự động.

Du hành không gian được sử dụng trong thám hiểm không gian, và cả trong các hoạt động thương mại như du lịch vũ trụ và viễn thông vệ tinh. Việc sử dụng phi thương mại bổ sung cho các chuyến bay vũ trụ bao gồm đài quan sát vũ trụ, vệ tinh trinh sát và các vệ tinh quan sát Trái Đất khác.

Du hành không gian có thể đạt được với các loại hệ thống phóng khác nhau, thông thường bằng cách phóng tên lửa, cung cấp lực đẩy ban đầu để vượt qua lực hấp dẫn và đẩy tàu vũ trụ khỏi bề mặt Trái Đất. Khi ở trong không gian, chuyển động của tàu vũ trụ   - cả khi không được gắn và khi bị đẩy   - được nghiên cứu trong lĩnh vực nghiên cứu được gọi là động lực học thiên văn. Một số tàu vũ trụ tồn tại trong không gian vô thời hạn, một số tàu tan rã trong quá trình tái nhập khí quyển và một số khác tiếp cận bề mặt hành tinh hoặc mặt trăng để hạ cánh hoặc gây tác động.