太空垃圾（Space debris、Orbital debris或Space junk）是環繞在地球軌道附近的廢棄人造物體；太空垃圾小到由人造衛星的碎片大到整個飛船殘骸構成。
在地球周圍有超過一億的太空垃圾在以每小時17000英里(大約每小時27000公里）的速度環繞地球飛行。
自前蘇聯發射人類第一顆人造衛星斯普特尼克1號以來，全世界各國一共執行了超過4000次的發射任務，產生了大量的太空垃圾。雖然其中的大部分都通過落入大氣層燃燒殆盡，但是截止2012年還有超過4500噸的太空垃圾殘留在軌道上。美國於1958年發射的尖兵1號人造衛星報廢后至今仍在其軌道上運行，是軌道上現存歷史最長的太空垃圾。
1983年，美國航天飛船"挑戰者號"與一塊直徑0.2毫米的塗料剝離物相撞，導致舷窗被損，只好停止飛行。前蘇聯的"禮炮—7"號軌道站也多次被此類"塵埃"損壞。1986年，"阿麗亞娜"號火箭進入軌道之後不久便爆炸，成為564塊10 釐米大小的殘骸和2300塊小碎片，這枚火箭的殘骸使兩顆日本通信衛星"命喪黃泉"！1991年9月15日，美國發射的"發現者"號航天飛機差一點與前蘇聯的火箭殘骸相撞，當時"發現者"號與這個"不速之客"僅僅相距2.74千米，幸虧地球上的指揮系統及時發來警告信號，它才免於喪生。
美國東部時間2009年2月10日上午11時55分（北京時間2月11日晚0時55分），美國和俄羅斯的兩顆通信衛星在太空相撞併產生大量太空垃圾，這極有可能會對國際空間站構成威脅 [9] 。
據計算，太空軌道上每個飛行物發生災難性碰撞事件的幾率為3.7%，發生非災難性撞擊事件的可能性為20%。以此計算，今後將每5～10年可能發生一次太空垃圾與航天器相撞事件，到2020年將達到2年一次。
2014年4月3日美國航天局宣佈，為躲避一塊阿麗亞娜5型火箭的殘骸，國際空間站飛行控制人員當天調整了空間站的飛行軌道。這也是近3周內國際空間站第二次躲避太空垃圾。
美國航天局的聲明說，過去幾天，飛行控制人員一直跟蹤一塊阿麗亞娜5型火箭殘骸。結果發現，這塊太空垃圾有可能從空間站旁約300米處飛過，因此決定調整空間站的軌道。
聲明說，美國東部時間3日16時42分，空間站推進器點火3分40秒，將空間站的軌道抬升了約800米。空間站上的6名宇航員提前得到通知，沒有任何危險。
2014年3月16日，空間站也曾提升軌道，以躲避一塊俄羅斯氣象衛星的碎片。
太空垃圾雖然危害著星際探索事業，但美太空署曾表示要將太空垃圾變新式武器。
美國太空總署（NASA）的科研人員表示，對太空中存在的數量巨大的衛星殘片可以通過改變其飛行方向，將其轉變成消滅老舊衛星的"太空武器"。
目前太空有30萬個大小不一的衛星殘片，對太空構成嚴重威脅。NASA科學家表示，近10都在觀測這些衛星殘片的運行規道。從理論上講，任何太空物體都有自己的飛行軌道，而任何飛行軌道都可以被改變。因此，通過改變衛星殘片的飛行軌道，可以對其進行"清理"，並對已過期的衛星"清掃"。
報道稱，軍方從中看到了研發"新式武器"的可能性。因為，具有高速運行的太空殘片成為打擊太空反導系統的"武器"。雖然目前還缺少技術手段改變大量太空殘片的飛行方向，但科學家表示距此目標只需3年時間。
