Une station spatiale, dans le domaine de l'astronautique, est une installation spatiale en orbite ou déposée sur un astre, ne disposant pas de moyens de propulsion autonomes ou ne disposant que de moyens de propulsion réduits, et destinée à assurer une ou plusieurs missions déterminées avec une certaine permanence. Le terme correspondant en anglais est space station.
Actuellement, seules des stations spatiales destinées à être en orbite terrestre ont été construites.
Les stations spatiales se distinguent des autres engins spatiaux, comme la Navette spatiale, par le fait qu'elles peuvent rester en orbite de nombreuses années. Elles sont également incapables de retourner sur Terre et ont une capacité de changement de trajectoire qui se limite à éviter des débris spatiaux.
Alors que les satellites artificiels sont mis sur orbite en une seule fois, les stations spatiales, en raison de leur taille importante, sont généralement divisées en modules. Ces derniers sont ensuite mis sur orbite et assemblés dans l'espace.
Les stations spatiales sont principalement utilisées pour effectuer des expériences en apesanteur, comme :
Actuellement, seuls les États-Unis et la Russie maîtrisent la conception complète des stations spatiales.