外层空间（outerspace），空气空间以外的整个空间。国际法承认一国对其领土上面一定高度的空间为其领空，国家对其拥有完全的、排他的主权。因此，一国的领空一般也指其领陆及领水（一国领土包括：领陆、领水和领空）上面的空气空间，在领空以外的是外层空间。由于自然科学的发展，外层空间法已经成为国际法的一个组成部分。

物理学家将大气分为5层：对流层（海平面至10公里）、平流层（10～40公里）、中间层（40～80公里）、热成层（电离层，80～370公里）和外大气层（电离层，370公里以上）。地球上空的大气约有3/4在对流层内，97%在平流层以下，平流层的外缘是航空器依靠空气支持而飞行的最高限度。某些高空火箭可进入中间层。人造卫星的最低轨道在热成层内，其空气密度为地球表面的1%。在16000公里高度空气继续存在，甚至在10万公里高度仍有空气粒子。从严格的科学观点来说，空气空间和外层空间没有明确的界限，而是逐渐融合的。联合国和平利用外层空间委员会科学和技术小组委员会指出，还不可能提出确切和持久的科学标准来划分外层空间和空气空间的界限。

外层空间，亦称外太空、宇宙空间，简称空间、外空或太空，指的是地球大气层及其他天体之外的虚空区域。

与真空有所不同的是，外层空间含有密度很低的物质，以等离子态的氢为主。其中还有电磁辐射、磁场等。理论上，外层空间可能还包含暗物质和暗能量。

外层空间与地球大气层并没有明确的边界，因为大气随着海拔增加而逐渐变薄。假设大气层温度固定，大气压会由海平面的1000毫巴，随着高度增加而呈指数化减少至零为止。

国际航空联合会定义在100千米的高度为卡门线，为现行大气层和太空的界线定义。美国认定到达海拔80千米的人为宇航员，在航天器重返地球的过程中，120千米是空气阻力开始发生作用的边界。

在国际法上，关于外层空间的一个问题是，能否按照罗马法“谁拥有土地就拥有土地的无限上空”的原则，认为国家主权及于外层空间。尽管有些国际法学者曾经提出过领空无限的主张，明显趋势是，国家对其领土上空的主权必须有一个限度。由于地球的自转和公转，以及整个太阳系的运动，认为国家主权无限制地延伸到宇宙中去是没有实际意义的。对外空的探测和利用以及数以千计的人造卫星不断地在围绕地球的轨道上运行的事实，表明外层空间依其性质是难以成为国家主权控制的对象的。1963年联合国大会通过的《各国在探索与利用外层空间活动的法律原则的宣言》，确定了外层空间供一切国家自由探测和使用，以及不得由任何国家据为己有这两条原则。

若要执行一个轨道，航天器必须飞得比在次轨道飞行器更快。太空航具必须有足够的水平速度才能进入轨道，也就是重力加之于太空航具的加速度必须小于或等于由水平运动产生的向心加速度（参见圆周运动）。因此进入轨道的太空航具不只是进入太空，还必须有足够的轨道速度（角速度）。对低地球轨道，这大约是7900米/秒（28440千米/小时）；相对之下，最快的飞机（不包括通过deorbit的太空航具）是美国空军的X-15在1967年创造的，它的速度只有2200米/秒（7920千米/小时）。

康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基最早意识到，无论使用何种化学燃料，多级火箭都是必不可少的。能够在地球的重力场中获得自由，并且进入行星际空间的逃逸速度大约是11000千米/小时（8千米/秒），进入低地球轨道的速度所需要的能量（32MJ/kg）大约攀爬到相同高度所需要能量（10kJ/(km·kg)）的20倍。

次轨道飞行和轨道飞行有着主要的不同，环绕地球的稳定轨道（也就是不受大气阻力的影响），最低的高度是海拔350千米（220英里），一般常见的误解是单纯的认为轨道只要在这个高度就是达到太空的边界。理论上说，在任何的高度都可以获得需要的轨道速度，只是大气拖曳排除了高度太低的轨道。只要有足够的速度，飞机也可以进入轨道，但是这个速度数倍于技术可以达到的合理速度。

另一个常见的误解是轨道上的人在地球的引力之外，因为他们是“漂浮着”。他们会漂浮是因为他们是自由落体：他们伴随着航天器一起加速的落向地球，但同时他们也以够快的速度离开直线的路径，让他们在地球的表面上保持恒定的距离。地球的引力远远超过范艾伦带，并且使月球保持在距离地球平均384403千米（238857英里）的轨道上。

关于领空（空气空间）和外层空间的划分问题，历来有两种对立的主张。①“空间论”，主张以空间的某种高度来划分领空和外层空间的界限，以确定两种不同法律制度适用的范围。②“功能论”，认为应根据飞行器的功能来确定其所适用的法律，如果是航天器，则其活动为航天活动，应适用外空法；如果是航空器,则其活动为航空活动,应受航空法的管辖；整个空间是一个整体，没有划分领空和外层空间的必要。就“空间论”而言，关于确定外层空间的下部界限大致又有以下几种意见：①以航空器向上飞行的最高高度为限，即离地面30～40公里；②以不同的空气构成为依据来划分界限。由于从地球表面至数万公里高度都有空气，因而出现以几十、几百、几千公里为界的不同主张，甚至有人认为凡发现有空气的地方均为空气空间，应属领空范围；③以人造卫星离地面的最低高度（100～110公里）为外层空间的最低界限。1976年，巴西、哥伦比亚、刚果、厄瓜多尔、印度尼西亚、肯尼亚、乌干达和刚果民主共和国等8个赤道国家发表《波哥大宣言》，主张各赤道国家上空的那一段地球静止轨道（离地面35871公里）属于各该国的主权范围。上述主权要求，使外空划界问题进一步复杂化。一些持“空间论”者逐渐趋向于接受上述第三种意见，即离地面100公里左右为外层空间的下部界限。1975年，意大利在外空委员会提出以海拔90公里为领空（空气空间）的最高界限。1976年，阿根廷、比利时和意大利支持以海拔100公里为界。1979年，苏联建议离海平面100～110公里以上为外层空间，同时各国空间物体为到达轨道和返回发射国领土，有飞越其他国家领空（空气空间）的权利。但另外一些国家，如美、英、日等，则认为从空间科技现状来看，仍无法规定一定高度作为领空（空气空间）和外层空间的界限。他们强调划定外层空间的条件和时机还不成熟。外空的定义和界限以及地球静止轨道的法律地位问题尚在联合国和平利用外层空间委员会审议之中。

联合国和平利用外层空间委员会（简称“外空委员会”）作为永久性机构，于1959年成立。外空委员会设立了法律和科技两个小组委员会，分别审议和研究有关的法律和科技问题。除上述1963年联大通过的宣言外，外空委员会先后草拟了5项有关外空的国际条约，即《关于各国探索和利用包括月球和其他天体在内外层空间活动的原则条约》（1966，简称《外层空间条约》）、《营救宇宙航行员、送回宇宙航行员和归还射入外层空间的物体的协定》（1967）、《空间物体所造成损害的国际责任公约》（1971）、《关于登记射入外层空间物体的公约》（1974）和《关于各国在月球和其它天体上活动的协定》（1979），中国于1983年12月加入了《外层空间条约》。

上述条约提出了一些重要原则和规则，对外层空间法的形成起了重要作用，它们包括：外空的利用应为全人类谋利益；外空和天体供一切国家在平等基础上自由探测和利用；任何国家不得将外空和天体据为己有；探测和利用外空应遵守国际法和维护国际和平与安全；禁止将载有核武器或其他大规模毁灭性武器的人造卫星或航天器放置在地球卫星轨道和外层空间；发射国对射入外空的物体及其所载的人员具有管辖权和控制权；对紧急降落的宇航员应给以一切可能的协助，尽力予以营救和送回发射国,发现的外空物体应予归还;发射国为其外空物体对地面上或对飞行中的飞机造成的损害负有赔偿的绝对责任；发射国在切实可行范围内将所发射的外空物体和有关情报通知联合国秘书长；各国探测和利用外层空间应进行合作和互助；在外空进行活动时，应照顾其他国家的利益；从事外层空间活动应避免使外空遭受有害的污染和使地球环境发生不利的变化；月球和其他天体应限用于和平目的，禁止各种军事利用；月球和其他天体及其自然资源为人类共同财产；公平分配这些资源带来的利益并对发展中国家和对探索作出贡献的国家给予特殊照顾，等等。

外空委员会正在审议卫星直接电视广播、卫星遥感地球，以及在外空使用核动力源等问题，以便草拟有关的法律原则。

卫星直接电视广播

1977年，法律小组委员会提出了关于利用卫星进行电视广播的原则草案案文12条。关于该草案的争论的中心问题是：利用人造卫星向特定的另一国家进行直接电视广播，是否需要同该国取得协议。1982年第37届联大通过了巴西等20国提出的《各国利用人造地球卫星进行国际直接电视广播所应遵守的原则》。

卫星遥感地球

指通过卫星上的传感器接受各种地物散发的信息，并将这些信息传递到地面接收站，转译为数据和资料，以便掌握地球的资源及其环境条件。1978年法律小组委员会提出了一份17条原则草案，主要问题有：对一国及其资源进行遥感是否需要取得该国同意？由卫星遥感取得有关受感国的数据和资料可否自由转让给第三国？受感国对遥感数据和资料的取得是否有优先权？从事卫星遥感是否需事先通知受感国或联合国秘书长？遥感国对其本国的政府机构或非政府实体进行的遥感活动是否应承担国际责任？等等。各国对上述问题一直存在分歧意见，未能达成协议。

在外空使用核动力源问题

外空委员会科学和技术小组委员会在1979年研究报告的结论中称，只要充分履行有关使用核动力源的安全标准和规定，核动力源可以在外空安全使用法律小组委员会上述研究报告的基础上审议能否在国际法规范方面，补充有关在外空使用核动力源的规定问题。