En science-fiction et ingénierie spéculative (ou exploratoire), une mégastructure est une énorme construction artificielle autosuffisante. La définition est plutôt informelle et varie selon les sources, mais exige généralement au moins que les dimensions soient dans les centaines de kilomètres. D'autres critères tels que la rigidité ou la contiguïté sont également parfois appliqués, et des ensembles de plus petites structures associées peuvent ou non être qualifiés. Les produits de l’ingénierie mégascalaire ou de l’astro-ingénierie sont des mégastructures. Les mégastructures sont également un concept architectural popularisé dans les années 60 où une ville pouvait être contenue dans un bâtiment simple, ou un nombre relativement petits de bâtiments reliés ensembles.
Techniquement parlant, une Œcumenopole se rapporte a une mégastructure de par son universalité et son auto-suffisance.
Les mégastructures jouent souvent un rôle dans les scenarios des films et les livres de science fiction.
Certaines structures sur Terre peuvent être considérées comme des mégastructures ; c'est le cas de :
Les réseaux routiers ou ferroviaires, et les rassemblements de buildings, ne sont pas considérés comme des mégastructures, malgré leur taille.