空间天文台（英文名：space observatory）是搭建在太空中的天文观测站，属于现代天文台的一种类型。主要由用于空间观测的人造卫星组成，配备先进的观测系统，用于研究宇宙的结构、起源、演化及未来发展 。
它主要观测地球大气阻挡的伽玛射线、X射线、大部分紫外线、大部分红外线等电磁波段，用户来自整个天文界，观测目标和计划由用户提案确定 。
发展历程旨在克服地球大气限制，早期如轨道光学天文台OAO-2（人类第一个成功运行的轨道光学天文台），其发展出的可靠指向系统为哈勃空间望远镜等后续大型项目的立项提供了基础；涌现多波段天文台如哈勃空间望远镜、钱德拉X射线天文台；新一代包括詹姆斯·韦布空间望远镜；中国发展了eXTP和中国巡天空间望远镜 。
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