استكشاف الفضاء العميق هو فرع من فروع علم الفلك والملاحة الفضائية وتكنولوجيا الفضاء والذي يهتم باستكشاف المناطق البعيدة من الفضاء الخارجي.
يتم إجراء الاستكشاف المادي للفضاء من خلال رحلات الفضاء المأهولة والمركبات الفضائية الآلية أيضاً.
في الوقت الحالي وصلت مهمة فوياجر 1 التي أعلن عنها في 5 ديسمبر 2011، بالوصول للنطاق الأكثر بعداً عن الأرض في تاريخ الجنس البشري ووصل إلى الحافة الخارجية للنظام الشمسي ودخلت حيزًا بين النجوم في 25 أغسطس 2012.
استكشاف الفضاء السحيق أبعد من تلك المسافة فوق قدرة هذه السفينة لذا هو غير ممكن بعد بسبب القيود التي تفرض نفسها من محركات الفضاء المتاحة لدينا.
وأفضل المرشحين لتقنيات محركات مركبات الفضاء في المستقبل تشمل استخدام المادة المضادة والطاقة النووية ونظام الدفع (الدفع بالطاقة الشعاعية).
ويبدو أن هذا الأخير هو أفضل مرشح لاستكشاف الفضاء السحيق حاليًا لأنه يستخدم الفيزياء المعروفة والتكنولوجيا المعروفة والتي يتم تطويرها لأغراض أخرى.