ในการศึกษาจักรวาลวิทยา การพองตัวของจักรวาล (อังกฤษ: Cosmic Inflation) หรือการพองตัวของเอกภพ คือแบบจำลองการขยายตัวแบบเอ็กโปเนนเชียลของเอกภพตามทฤษฎี ที่เกิดขึ้นหลังจากการเกิดบิกแบงเป็นเวลา 10−36 วินาที เนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสุญญากาศเป็นแรงดันลบ.[1] คำว่า "การพองตัว" ยังใช้ในความหมายถึงสมมุติฐานของการเกิดการพองตัว ทฤษฎีการพองตัว และยุคแห่งการพองตัวด้วยผลสืบเนื่องโดยตรงจากการขยายตัวของเอกภพในลักษณะนี้ เอกภพที่สังเกตได้ทั้งหมดจึงมีจุดเริ่มต้นจากย่านที่ต่อเชื่อมกันเป็นบริเวณเล็ก ๆ การพองตัวช่วยอธิบายปัญหาเก่าแก่ของจักรวาลวิทยาตามแนวทางบิกแบงได้ว่า ทำไมเอกภพจึงมีรูปร่างแบน มีความกลมกลืนกัน และสมมาตรในทุกทิศทาง ตามหลักการพื้นฐานจักรวาลวิทยา แทนที่จะมีความโค้งสูงมาก ๆ และยุ่งเหยิงมาก ๆ ตามหลักพื้นฐานทางฟิสิกส์ การพองตัวยังช่วยอธิบายถึงจุดกำเนิดของโครงสร้างขนาดใหญ่ในจักรวาล เนื่องจากความแปรปรวนทางควอนตัมในบริเวณการพองตัวขนาดเล็ก ๆ ทำให้เกิดเป็นจุดที่เติบโตขึ้นเป็นโครงสร้างในเอกภพ (ดู กำเนิดและวิวัฒนาการของดาราจักร)[2]