우주의학(宇宙醫學, 영어: space medicine)은 우주 비행 과정에서 인체에 발생할 수 있는 의학적 문제들을 연구하는 학문이다. 우주선 발사 및 회수 시 발생하는 급격한 가속도와 감속도, 궤도 비행 중의 미세 중력(무중력) 상태, 우주 공간의 고온과 저온, 진공 환경, 우주 방사선 및 자외선 등 지상과는 전혀 다른 환경에서 인체의 기능, 조직, 심리가 받는 영향과 그 대책을 연구하는 것을 주요 주제로 한다.
우주의학은 우주 생리학, 우주 정신심리학, 우주 위생학, 우주 방사선 생물학, 임상 의학 등 다양한 의학 분야가 결합된 학제적 성격을 지닌다. 구체적으로는 우주 비행사를 선발하고 훈련하는 과정, 비행 중 승무원의 건강 관리, 비상 상황 시 승무원 구조 방법 개발, 비행 중 발생할 수 있는 질병의 예방 및 치료 등이 연구 범위에 포함된다.
우주 비행사가 미세 중력 환경에 처음 노출될 경우 약 60~80%가 우주 부적응 증후군(Space Adaptation Syndrome, SAS)을 경험하는 것으로 알려져 있으며, 이는 며칠 내에 적응되는 일시적 현상이다. 또한 장기간 우주 환경에 노출될 경우 근골격계 위축, 체액 재분포, 면역 체계 변화, 방사선 노출에 따른 DNA 변형 및 발암 위험 증가 등 다양한 생리적 변화가 발생할 수 있어 이에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.
연구 수단으로는 지상에 설치된 시설이나 항공기를 이용한 모의 실험과 실제 우주 비행 중의 검사가 주로 활용된다. 우주의학은 항공우주의학(Aerospace Medicine)의 하위 분야로 분류되기도 하며, 인류의 우주 탐사와 장기 체류, 나아가 우주 정착을 위해 필수적인 학문으로 평가된다.
