太空垃圾（Space debris、Orbital debris或Space junk）是环绕在地球轨道附近的废弃人造物体；太空垃圾小到由人造卫星的碎片大到整个飞船残骸构成。
在地球周围有超过一亿的太空垃圾在以每小时17000英里(大约每小时27000公里）的速度环绕地球飞行。
自前苏联发射人类第一颗人造卫星斯普特尼克1号以来，全世界各国一共执行了超过4000次的发射任务，产生了大量的太空垃圾。虽然其中的大部分都通过落入大气层燃烧殆尽，但是截止2012年还有超过4500吨的太空垃圾残留在轨道上。美国于1958年发射的尖兵1号人造卫星报废后至今仍在其轨道上运行，是轨道上现存历史最长的太空垃圾。
1983年，美国航天飞船"挑战者号"与一块直径0.2毫米的涂料剥离物相撞，导致舷窗被损，只好停止飞行。前苏联的"礼炮—7"号轨道站也多次被此类"尘埃"损坏。1986年，"阿丽亚娜"号火箭进入轨道之后不久便爆炸，成为564块10 厘米大小的残骸和2300块小碎片，这枚火箭的残骸使两颗日本通信卫星"命丧黄泉"！1991年9月15日，美国发射的"发现者"号航天飞机差一点与前苏联的火箭残骸相撞，当时"发现者"号与这个"不速之客"仅仅相距2.74千米，幸亏地球上的指挥系统及时发来警告信号，它才免于丧生。
美国东部时间2009年2月10日上午11时55分（北京时间2月11日晚0时55分），美国和俄罗斯的两颗通信卫星在太空相撞并产生大量太空垃圾，这极有可能会对国际空间站构成威胁 [9] 。
据计算，太空轨道上每个飞行物发生灾难性碰撞事件的几率为3.7%，发生非灾难性撞击事件的可能性为20%。以此计算，今后将每5～10年可能发生一次太空垃圾与航天器相撞事件，到2020年将达到2年一次。
2014年4月3日美国航天局宣布，为躲避一块阿丽亚娜5型火箭的残骸，国际空间站飞行控制人员当天调整了空间站的飞行轨道。这也是近3周内国际空间站第二次躲避太空垃圾。
美国航天局的声明说，过去几天，飞行控制人员一直跟踪一块阿丽亚娜5型火箭残骸。结果发现，这块太空垃圾有可能从空间站旁约300米处飞过，因此决定调整空间站的轨道。
声明说，美国东部时间3日16时42分，空间站推进器点火3分40秒，将空间站的轨道抬升了约800米。空间站上的6名宇航员提前得到通知，没有任何危险。
2014年3月16日，空间站也曾提升轨道，以躲避一块俄罗斯气象卫星的碎片。
太空垃圾虽然危害着星际探索事业，但美太空署曾表示要将太空垃圾变新式武器。
美国太空总署（NASA）的科研人员表示，对太空中存在的数量巨大的卫星残片可以通过改变其飞行方向，将其转变成消灭老旧卫星的"太空武器"。
目前太空有30万个大小不一的卫星残片，对太空构成严重威胁。NASA科学家表示，近10都在观测这些卫星残片的运行规道。从理论上讲，任何太空物体都有自己的飞行轨道，而任何飞行轨道都可以被改变。因此，通过改变卫星残片的飞行轨道，可以对其进行"清理"，并对已过期的卫星"清扫"。
报道称，军方从中看到了研发"新式武器"的可能性。因为，具有高速运行的太空残片成为打击太空反导系统的"武器"。虽然目前还缺少技术手段改变大量太空残片的飞行方向，但科学家表示距此目标只需3年时间。
