Uzay kolonizasyonu, insanların kalıcı olarak Dünya dışında yaşaması fikridir. Şu anda uzay kolonisi bulunmamaktadır. Bununla birlikte, birçok insan ilk uzay kolonisi hakkında fikirler ileri sürmüş ve düşünmüştür. Bazı ulusal uzay programları uzay kolonizasyonunu uzun vadeli bir hedef olarak görmektedir.
Uzayda koloniler kurmak için su, gıda, alan, insan, yapı malzemeleri, enerji, ulaşım, iletişim, yaşam desteği, simüle edilmiş yerçekimi, radyasyondan korunma ve paraya erişim gerekmektedir. Dünya'dan bir şeyler fırlatmak pahalıdır, bu nedenle malzemelerin koloninin bulunduğu yerden gelmesi daha iyidir.
Uzay kolonileri için olası yerler arasında Ay, Mars, asteroitler ve büyük, serbest yüzen uzay istasyonları bulunmaktadır. Güneş enerjisi ve su gibi kaynaklar Ay'da, Mars'ta, Dünya'ya yakın asteroitlerde veya diğer gezegen cisimlerinde mevcuttur. İnsanlar bunları uzay kolonisi inşa etmek ve orada yaşamak için kullanabilir.
Mars bilinen en Dünya benzeri gezegendir, bu nedenle Mars'ın kolonileştirilmesi ilk olabilir. Bazı gök cisimleri dünyalaştırılabilir. Bu, bir cismin atmosferini, sıcaklığını, yüzey topografyasını veya ekolojisini Dünya'nın biyosferine benzer şekilde değiştirmek anlamına gelir, böylece insanlar orada yaşayabilir.