空间天文观测（space astronomical observation）是指在距地面几十公里的高空到地球大气层外的太空进行的天文观测。空间天文观测按观测手段分为气球观测、火箭观测、卫星观测和其他航天器观测，而按观测对象或波段则分为空间太阳观测、紫外天文、X射线天文、γ射线天文和红外天文观测等。

主要利用 近地轨道卫星和航天站观测。 空间探测器的深空测量也提供了太阳风、耀斑粒子发射和太阳磁场等方面的新知识。