Megastruktura je umetna konstrukcija ogromne velikosti. Izraz je neformalen, vendar so na splošno megastrukture velike vsaj nekaj tisoč kilometrov vzdolž ene dimenzije. Megastrukture se najpogosteje pojavljajo v znanstveni fantastiki, čeprav je Kitajski zid verjetno megastruktura. Veliki zid je mogoče videti z nizke zemeljske orbite, lahko pa tudi avtoceste, polja s pridelki in velike zgradbe. Nizka zemeljska orbita je le 200 km (125 milj) navzgor, tako da je to smiselno. Megastrukture se najpogosteje pojavljajo v znanstveni fantastiki in zdi se, da je le vprašanje časa, kdaj jih bo naša civilizacija začela graditi. Megastruktura je mišljena kot sosednja, samopodporna entiteta – torej ne sestavljena iz agregata manjših konstrukcij.
Najbolj znana izmišljena megastruktura bi bila Zvezda smrti. Predlagali so, da je bila zvezda smrti podobna Luni. Če je tako, bi bil velik približno 3,500 km (2,000 milj). Njegovo jedro bi bilo pod izjemnim pritiskom in verjetno bi moralo biti trdno in ne vsebovati strukturnih elementov, kot v filmih.
Globus Cassus, abstraktni oblikovalski projekt, je predlagal »razgrnitev« zemeljske snovi v serijo vrtečih se obročev, ki bi jih nato naselili na notranji površini. Podoben koncept se pojavlja v romanih Ian M. Banks Culture, kjer se ogromne obročaste megastrukture velikosti desetine zemeljskih premerov, imenovane »orbitale«, tiho vrtijo, njihove notranje površine pa so prekrite s stotinami celin in dolgimi oceani. V seriji Ringworld Larryja Nivena je prisoten še večji prstan – ta prstan sega vse okoli Sonca s površino, prekrito s kopno. Narejen je iz izmišljenega materiala, imenovanega scrith, z atomskimi vezmi, tako močnimi kot vezi med protoni in nevtroni v atomskem jedru. Znanstveniki, ki so izvajali izračune potrebne moči te megastrukture, so ugotovili, da bi morala biti res tako močna.
Če se vrnemo bližje realnosti, bi vesoljsko dvigalo, megastrukturo, ki bi jo lahko zgradili iz materiala, ki ga že lahko izdelamo, čeprav drago in v majhnih količinah – ogljikovih nanocevk –, dolg približno 50,000 km in sega vse do geosinhrone orbita. Takšno dvigalo bi lahko bilo razmeroma tanko, z jedrom nanocevk v širini le od 1 do 10 cm. Višji deli dvigala bi morali biti debelejši, da bi vzdržali udarce z vesoljskimi odpadki. Tam že obstaja skupina Liftport, ki namerava do leta 2031 zgraditi vesoljsko dvigalo. Če bodo uspešni, bi to lahko bila prva prava megastruktura in bi napovedala revolucijo v vesoljskih potovanjih.