Sfera Dyson este o structură ipotetică de dimensiuni imense. Este o sferă care închide complet (sau aproape complet) o stea, utilizând toată energia radiată de reacțiile de fuziune care au loc în miezul ei. Ideea unei sfere Dyson a fost prima dată oficializată și popularizată de renumitul fizician Freeman Dyson într-un articol din 1959 din Science, intitulat „Search for Artificial Stellar Sources of Infra-Red Radiation”, deși inițial a primit ideea dintr-un roman științifico-fantastic al lui Olaf din 1945. Stapledon intitulat Star Maker.
Soarele nostru are o ieșire de energie de aproximativ 4 x 10^26 wați, sau de aproximativ 100 de milioane de ori consumul total de energie al umanității de-a lungul secolului trecut în fiecare secundă. Dacă această energie ar putea fi valorificată printr-o sferă Dyson, am avea suficientă putere pentru a susține o populație de trilioane de ori populația noastră actuală timp de mulți eoni.
Propunerea inițială pentru o sferă Dyson nu a fost pentru o sferă solidă, ci o colecție de ~10^5 obiecte care absorb colectiv cea mai mare parte a energiei solare a stelei. Numit uneori „roi Dyson”, acest lucru ar permite construcția incrementală a sistemului, cu subcomponente care orbitează independent stele. Din exterior, un astfel de roi ar părea negru, emițând doar radiații infraroșii. Unele dintre telescoapele noastre în infraroșu care orbitează au căutat de zeci de ani corpuri precum sferele Dyson sau roiurile, fără noroc. Dacă s-ar folosi reflectoare în interiorul obiectelor, energia radiantă ar putea fi direcționată doar într-un singur sens, ceea ce face dificilă detectarea de la distanță.
Calculele preliminare au arătat că sistemul nostru solar conține suficientă materie rigidă pentru a construi un roi Dyson, dar probabil nu o sferă Dyson rigidă, care ar trebui să aibă o grosime de aproximativ un milion de km (600,000 de mile) pentru a fi stabilă. Un bun material de construcție candidat ar fi buckminsterfullerene, un alotrop al carbonului cu o rezistență imensă.
Sfera Dyson este adesea menționată împreună cu schema de clasificare Kardashev, o metodă folosită pentru a clasifica civilizațiile ipotetice prin sursele lor de energie. Conform acestei scheme de clasificare, o civilizație de tip I ar fi una care utilizează sursele de energie ale unei întregi planete, o civilizație de tip II ar fi una care folosește puterea unei stele întregi, iar o civilizație de tip III ar fi aceea care utilizează o întreaga galaxie pentru putere. O civilizație de tip IV mai speculativă ar fi una care valorifică puterea unui întreg univers. Construcția unei sfere Dyson ar plasa o civilizație direct în categoria de tip II.