空间电梯（英语：Space elevator），又称轨道电梯，由于顶部直达外空间，所以又名天梯，是一种低成本将有效载荷从地球或其它星球的表面运输到空间的解决方案。
空间电梯的概念最初出现在1895年，由康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基提出。相当长的一段时间里，它仅仅只是一种科学幻想，因为找不到一种合适的材料来制造足够强度的缆绳。但随着纳米技术在20世纪90年代开始取得的突破性进展，建造一部现实的空间电梯开始成为可能，预计其建造成本约100亿美元，远少于国际空间站或航天飞机计划的投资。但把其送上空间组合就异常困难了，结果还是先有能够在空间制造或至少能装配组件的空间站。
这个方案旨在建造一部称作空间电梯的运输工具。空间电梯由几个部分组成：
对于建造在地球上的空间电梯，平衡锤需要位于距离地面约3.6万公里上空，使用3.6万公里长的缆绳与地面连接。
这种缆绳必须十分结实，起初被亚瑟·查理斯·克拉克，于其小说《天堂之泉（英语：The Fountains of Paradise）》中建议由单晶材料建造，但其不宜在地球重力下大量生产，但后来发明的碳纳米管也可以胜任。包括平衡锤和缆绳的质心位于地球同步轨道的高度，同时为了保证整个装置固定，地面基站通常建造在赤道附近，同时应该尽量选择商业飞行较少的区域，以避免飞机与缆绳或货舱相撞，同时缆绳和货舱还必须能够抵御来自风和闪电的袭击。
对于建造在月球上的空间电梯，要求相比地球要低，因为月球重力较小，且没有大气因素影响，自转速度较慢，且为同步自转。这种条件下，平衡锤可以建造在月球和地球的引力中点，即月球的拉格朗日点上。
空间电梯并不是唯一非火箭航天发射方案，其他的方案可以和空间电梯组成一个完整的登天系统。
