우주비행사가 위성선(衛星船) 또는 우주선 밖에서 행동하는 것. 인간이 우주 공간에서 우주개발을 위해 적극적인 역할을 수행하는 전제로, 위성선이나 우주선 밖에 나가 작업능력을 시험하고 인식하는 행동의 첫걸음이라고도 할 수 있다.

달 여행에서는 인간이 우주선 밖에 나가서 월면(月面)을 걸으면서 조사해야 한다. 달에 도착하기까지 여러 차례 도킹, 또는 스카이래브(우주정거장) 건조·조립 등에서도 우주인은 선외활동(船外活動)을 할 수 있어야 한다. 선외활동에 있어서 중요한 것은 우주복(宇宙服)이다.

우주복은,
① 옷의 내압(內壓)·온도는 항상 일정하고 산소공급과 이산화탄소의 제거가 원활해야 하고,
② 선외활동을 하는 우주비행사와 선내와의 사이에 통신연락과 생리의 자동검사가 실시되어야 하고,
③ 우주복을 입은 채 작업동작이 쉽고 쾌적해야 하며,
④ 유성진(流星塵)·우주선(宇宙線)·자외선·태양복사 등의 극단적인 조건에 견디고, 우주선으로부터의 독립성이 높은 것 등의 성능이 필요하다.

최초의 우주유영은 1965년 3월 18일 러시아의 보스토크 2호의 A.A.레오노프 중령에 의하여 24분 동안 행해졌다. 그리고 미국은 1965년 6월 3일 제미니 4호의 E.H.화이트 소령에 의해 36분 동안 이루어졌다. 지금까지의 최장시간 우주유영은 1992년 5월 13일 미국의 우주왕복선에 탑승하여 고장난 인텔샛 인공위성을 우주에서 수리한 히브, 아커즈, 투옷 등이 기록한 8시간 30분이다.