Não há uma clara definição dos limites do espaço em relação à Terra ou mesmo de sua extensão. A linha de Kármán, contudo, uma estimativa de altitude de acima do nível do mar, é consensualmente entendida como o "início" desse ambiente, sobretudo em tratados espaciais e registros aeronáuticos e astronáuticos. Um quadro legal foi estabelecido pelo Tratado do Espaço Exterior, aprovado pela Organização das Nações Unidas em 1967, com 98 países signatários e outros 27 assinantes. Esse postulado impede qualquer reivindicação de soberania nacional sobre o espaço e permite, a todas as nações, sua livre exploração. Apesar da elaboração de resoluções, por parte da ONU, tratando do uso pacífico desse ambiente, armas antissatélite têm sido testadas na órbita do planeta.

A humanidade iniciou a exploração física do espaço no século XX, com o advento dos balões de grande altitude, seguido por desenvolvimentos tecnológicos que vieram a propiciar, décadas depois, o lançamento de foguetes espaciais. O alcance da órbita geocêntrica foi conseguido pela primeira vez por Yuri Gagarin, da União Soviética, em 1961. Desde então, espaçonaves não tripuladas têm viajado por todos os planetas do Sistema Solar. Em decorrência do alto custo para a execução de viagens tripuladas, tais missões têm se limitado à órbita terrestre baixa ou à Lua. O espaço sideral representa o que há de mais desafiador à ciência e perigoso à exploração humana, sobretudo pela complexidade desse ambiente e pelos riscos e ameaças do vácuo e radiação. A microgravidade, por exemplo, tem um efeito nocivo à fisiologia humana. Questões de saúde, ambientais, econômicas e tecnológicas têm colocado em cheque o progresso da atividade, muito embora a evolução científica que esse tipo de exploração pode proporcionar seja considerada inestimável.