Kosmonautika ehk astronautika (ka kosmoseuurimine[viide?]) on teadus- ja tehnikaharu, mis tegeleb kosmose hõlvamisega inimkonna huvides[1].
Kosmonautikat on defineeritud ka nii: füüsiline Maaväliste objektide uurimine ja vastava tehnoloogia, teaduse ja poliitikaga seotu[viide?]. Vastav teadus käsitleb arvutusi, mis puutuvad lennutrajektooridesse, kosmoseaparaatide liikumisse planeetide külgetõmbejõu mõjupiirkonnas ja laskumisse Maale ning teistele taevakehadele.
16. märtsil 1926 tehti USA-s Massachusettsi osariigis Auburnis suur hüpe inimkonna ühe suure unistuse – kosmoselennu – elluviimise suunas. Raketiteadlane Robert Goddard lennutas sel päeval üles esimese vedelkütusega töötava raketi, mis saavutas kiiruse 100 km/h ja jõudis 2,5 sekundiga 56 m kõrgusele.
Kosmonautika tehniliste ülesannete hulka kuulub Maa tehiskaaslaste, nende kanderakettide ning juhtimisseadmete loomine. Kosmonautika põhilised eesmärgid on Maa ja selle atmosfääri ehk õhkkonna uurimine tehiskaaslaste abil, raadio ja televisioonkaugside korraldamine, astronoomilised vaatlused väljaspool Maa atmosfääri, lennud Kuule ja Päikesesüsteemi planeetidele ning kaugemas tulevikus ka teiste tähtede juurde.
Kosmonautika rajas vene teadlane Konstantin Tsiolkovski. Tähtsamad sündmused kosmoseuurimise ajaloos on olnud Wernher von Brauni projekteeritud V2 raketi jõudmine kosmosesse 1944. aastal, esimese tehiskaaslase Sputnik 1 viimine Maa orbiidile 1957. aastal, esimese inimese Juri Gagarini viimine kosmosesse Vostok 1 kosmoselaevas 1961. aastal ja inimese jõudmine Kuule – Neil Armstrong ja Buzz Aldrin 1969. aastal Apollo 11 pardal.
Lennuaparaadi viib kosmosesse harilikult mitmeastmeline rakett. Iga astme mootorid ja tühjenenud kütusepaagid eralduvad raketi muust osast enne järgmise astme mootorite käivitumist. Kui viimane aste on saavutanud vähemalt esimese kosmilise kiiruse (7,8 km/s), võib lennuaparaadi juhtida Maa tehiskaalase ehk satelliidi orbiidile. Tehiskaaslane liigub ümber Maa mootorite abita kanderaketilt saadud kiirusega ega kuku alla, sest Maa külgetõmbejõud on täpselt tasakaalus tiirlemisel tekkiva kesktõrjejõuga (kaaluta olek). Enamikul tehiskaaslastel on väiksed mootorid, mis hoiavad lennuaparaati vajalikus asendis ja muudavad tema orbiiti. Orbiit on ringjoonekujuline või kui kiirus ületab 7,8 km/s, siis ellipsikujuline.
Tänapäeval on tegevus nihkunud riikidevahelisest konkurentsist koostöö suunas ning ühekordsete rakettide asemel korduvkasutatavate ehitamise suunas.
