宇宙微波背景（英語：CMB, cosmic microwave background，又稱3K背景輻射）是宇宙學中“大爆炸”遺留下來的熱輻射。在早期的文獻中，“宇宙微波背景”稱為“宇宙微波背景輻射”（CMBR）或“遺留輻射”，是一種充滿整個宇宙的電磁輻射。
宇宙背景輻射是一個來自宇宙大爆炸的電磁輻射，它來自於我們所觀察到的光譜區域，宇宙微波背景是其成分之一。宇宙微波背景是紅移的光子，從宇宙剛剛開始變得稀薄、輻射能量的時候就在宇宙中自由地散播了。宇宙微波背景的發現和對其性質的詳細研究被認為是大爆炸的主要例證。宇宙背景輻射的發現表明（1965年偶然發現的），早期宇宙是一個極高溫度和壓力的輻射場。
宇宙背景輻射是來自宇宙空間背景上的各向同性的微波輻射，也稱為微波背景輻射。二十世紀六十年代初，美國科學家彭齊亞斯和R.W.威爾遜為了改進衛星通訊，建立了高靈敏度的號角式接收天線系統。1964年，他們用它測量銀暈氣體射電強度。為了降低噪音，他們甚至清除了天線上的鳥糞，但依然有消除不掉的背景噪聲。他們認為，這些來自宇宙的波長為7.35釐米的微波噪聲相當於3.5K。1965年，他們又訂正為3K，並將這一發現公諸於世，為此獲1978年諾貝爾物理學獎。
蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應（Sunyaev-Zel'dovich effect）是指宇宙背景輻射與“電子雲”相互作用，扭曲輻射的光譜的現象。
在紅外波段、X射線波段同樣也存在宇宙背景輻射，它們形成的原因各不相同，有時候可以分解成獨立的輻射源。點擊可以查看宇宙紅外線背景輻射、宇宙X射線背景輻射、宇宙中微子背景及河外背景光等信息。
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