การบินอวกาศ (อังกฤษ: spaceflight) คือการบินที่เกิดขึ้นในอวกาศโดยมีนักบินเป็นมนุษย์และอาจมีผู้โดยสารร่วมในการบินด้วย ซึ่งแตกต่างกับการสำรวจอวกาศด้วยหุ่นยนต์หรือดาวเทียมควบคุมระยะไกล บางครั้งก็เรียกอย่างเฉพาะเจาะจงว่า การบินในอวกาศโดยมนุษย์ (manned spaceflight)สำหรับปี ค.ศ. 2008 มีโครงการอวกาศการบินที่ยังดำเนินการอยู่ได้แก่ โครงการโซยูส (Soyuz) ขององค์การอวกาศสหพันธ์รัสเซีย โครงการอวกาศยานขององค์การนาซา และโครงการเสินโจวขององค์กรอวกาศแห่งชาติจีน