علم الخلاء یا خلائی علم (space science)، جسے خلائی سائنس بھی کہا جا سکتا ہے، علم یعنی سائنس کا وہ شعبہ ہے جس میں بیرونی فضاء کی کیفیت اور اس کے مفید استعمال سے متعلق تحقیق کی جاتی ہے۔

یہ ایک وسیع شعبہءعلم ہے کہ جو دیگر کئی ذیلی شعبہ جات کا احاطہ کرتا ہے