Kosmonautika jako oblast vědy a techniky se zabývá lety do kosmického porostoru pomocí kosmických raket, raketoplánů, sond, družic, kosmických stanic apod. Zahrnuje jak teoretické výpočty z problematiky kosmických letů (výpočty drah, řešení kosmických raket, přenos a zpracování dat apod.), tak problematiku samotného technického provedení. Každé umělé těleso vypuštěné do kosmického prostoru se nazývá umělé kosmické těleso, podle své dráhy se jedná o umělou družici Země (krouží kolem Země) nebo o sondu (pohybuje se kosmickým prostorem k planetám, planetkám apod.).
Historie kosmonautiky je spojená s historií raketové techniky. Předstupněm dalších úspěchů bylo krátce po skončení druhé světové války překročení hranice vesmíru ve výšce 100 km nad mořem. Stalo se tak v roce 1947, kdy se do kosmu na palubě upravené německé válečné rakety V2 podívaly octomilky. Raketa vystoupala až do výšky 109 km. 20. února 1947 mohli američtí vědci konstatovat, že malé mušky se z vesmíru vrátily zdravé. Mezi zásadní milníky patří vypuštění první umělé družice Země – Sputniku 1 dne 4. října 1957, start prvního člověka – Jurije Gagarina dne 12. dubna 1961, přistání prvních lidí na Měsíci – Neil Armstrong a Edwin Aldrin dne 20. července 1969 a vypuštění sondy Voyager 1 dne 5. září 1977, která je dnes nejvzdálenějším člověkem vyrobeným strojem od Země (28. června 2016 v 14:11 SELČ byla její vzdálenost od Země 20 139 579 700 km, tedy 134,62 AU).
