费米悖论是一个有关外星人、星际旅行的科学悖论，阐述的是对地外文明存在的高可能性和现实中缺少证明其存在的证据之间的矛盾。费米悖论涉及的很多相关的问题已经得到重视，内容包括天文学、生物学、生态学和哲学。新兴的天体生物学为问题的解决引入了跨学科的研究手段。

费米悖论最初的想法并不是由费米提出的，而是出自康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基于1933年所作的一份未经发布的手稿。他这样写道：“人们否认了外星文明的存在，因为，如果外星文明真的存在的话，应该会发生两件事情：一是它们应当拜访过地球了，二是它们应该向我们发出过一些它们存在的信号。”

至此，这个问题并没有形成悖论，而只是一个简单的假说演绎。因为基于我们尚未发现外星文明这一事实和齐奥尔科夫斯基的理论，我们应当得出的结论是“宇宙中不存在地外文明”，并不会产生矛盾。

直到1950年，费米与他的同事们谈话时聊到了外星文明在哪里这一问题。他们同样想到，如果存在外星人，那么人类应该已经发现过外星人了。但与齐奥尔科夫斯基不同，费米在讨论之后进行了简单的计算，并提出外星文明存在的概率是很大的。因此，这个问题成为了一个悖论。