Vesoljsko potovanje je oblika potovanja, pri kateri potniki vstopijo v vesolje, obsežno območje zunaj zaščitnega ovoja Zemljine atmosfere. Vesolje se začne 62 milj (100 kilometrov) nad zemeljsko skorjo, na točki, imenovani Karmanova črta, in se nadaljuje na razdalji, ki se zdi neskončna, občasno jo prekinjajo nebesna telesa, kot so zvezde, planeti in tako naprej. Ljudje so že dolgo imeli romantične povezave s potovanjem v vesolje, ljudje pa vesolje smatrajo za »zadnjo mejo«, kot slavno pravijo v Zvezdnih stezah.
Ljudi že stoletja navdušuje nočno nebo, spremljanje gibanja zvezd, planetov, kometov in drugih elementov na nebu ter razmišljanje o skrivnostih nebes. V 20. stoletju je navdušenje nad vesoljem prevzelo povsem novo raven navdušenja, ko so ljudje uspešno izstrelili vesoljska plovila s posadko iz Zemljine atmosfere, s čimer so astronavte postavili v vesolje in na Luno. Z dokazom, da je vesoljski polet s posadko mogoč, se je koncept vesoljskega potovanja začel zdeti manj kot nesmiselne sanje in bolj kot resničnost, na področje pa so začela vstopati zasebna podjetja, ki so razvijala vesoljska letala in ponujala komercialne lete.
V 20. stoletju so bila potovanja v vesolje omejena na astronavte, ki so delali za različne vlade, in so se izvajala predvsem v raziskovalne namene. Ljudem je omogočil zbiranje vzorcev z Lune, vzdrževanje vesoljskih teleskopov, kot je teleskop Hubble, in sčasoma izvajanje raziskav na Mednarodni vesoljski postaji, strukturi, ki kroži okoli Zemlje in v katerem so v danem trenutku nastanjeni astronavti iz več držav.
Medtem ko so vesoljska potovanja za raziskovanje zagotovo občudovanja vredna in pomembna, veliko ljudi bolj zanima potencial za to kot obliko rekreacije, turizma ali raziskovanja. Civili so začeli kupovati karte za turistične polete v vesolje v zgodnjih 2000-ih, včasih so se odpravili na kratke suborbitalne lete, v katerih so komaj vstopili v vesolje, včasih pa so preživeli več dni v vesolju, raziskovali Mednarodno vesoljsko postajo in uživali v izkušnji bivanja v vesolju.
Potencial potovanja v vesolje je neskončen, tako kot vesolje, ki ga omejuje le človeška tehnologija. Mnogi ljudje upajo, da se bodo sanje znanstvene fantastike, kot so ogromne ladje, ki lahko potujejo med galaksijami, nekega dne uresničile. Ljudje bi lahko raziskali preostanek sončnega sistema in galaksije, izvedeli več o naravi vesolja in bi lahko vodili k odkritju življenja zunaj meja Zemlje.