Produkcja kosmiczna odnosi się do procesu tworzenia różnych przedmiotów poza jakimkolwiek środowiskiem ziemskim, na orbicie lub poza nią. Warunki niezbędne do produkcji kosmicznej zazwyczaj obejmują obecność próżni i mikrograwitacji. Warunki te mogą przynieść szereg korzyści w porównaniu z naziemnymi operacjami produkcyjnymi i można je podzielić na dwie ogólne kategorie. Jedną z korzyści jest to, że niektóre procesy przemysłowe działają lepiej lub inaczej w mikrograwitacji, co może skutkować lepszym produktem. Drugie zastosowanie do produkcji kosmicznej wiąże się z faktem, że towary i produkty mogą być budowane w kosmosie przy niższych kosztach niż byłoby to związane z podnoszeniem ich na orbitę.
Jednym z zastosowań produkcji kosmicznej może być tworzenie produktów, które następnie zostaną zwrócone na Ziemię i tam wykorzystane. Eksperymenty przeprowadzone w całej historii lotów kosmicznych wykazały, że produkcja niektórych towarów w kosmosie przyniosłaby korzyści. Niektóre procesy wykazują wyjątkowe zachowanie w kosmosie, na przykład sposób, w jaki kryształy insuliny tworzą się inaczej na orbicie niż na Ziemi. Procesy przemysłowe, które zachowują się inaczej lub są bardziej wydajne w kosmosie, mogą prowadzić do produkcji towarów w kosmosie, a następnie zwrócenia ich na Ziemię. Półprzewodniki to jeden z rodzajów wyrobów, które można wytwarzać na orbicie do późniejszego wykorzystania na Ziemi.
Inne zastosowania produkcji kosmicznej koncentrują się na tworzeniu produktów i materiałów, które będą wykorzystywane poza środowiskiem naziemnym. Po dokonaniu początkowej inwestycji mającej na celu podniesienie niezbędnego sprzętu na orbitę, surowce mogą być pozyskiwane z obiektów bliskich Ziemi (NEO), takich jak asteroidy i inne źródła. Proces ten może być znacznie mniej kosztowny niż podnoszenie większej ilości surowców na orbitę, co może ułatwić dalsze operacje produkcyjne w kosmosie.
W dłuższej perspektywie wszystkie towary i produkty potrzebne do dalszej eksploracji i produkcji mogłyby powstawać w kosmosie. Zamiast tego można tam produkować obiekty, które są zbyt duże lub zbyt kosztowne, aby można je było wznieść na orbitę. Może to pozwolić na tworzenie bardziej rozbudowanych stacji kosmicznych lub ułatwić budowę wind kosmicznych.
Inne potencjalne korzyści z produkcji kosmicznej dotyczą niebezpiecznych procesów i eksperymentów, które mogą zagrażać życiu ludzkiemu lub środowisku, jeśli zostaną przeprowadzone na Ziemi. Przeniesienie tych działań na orbitę lub jeszcze głębiej w kosmos pozwoliłoby na ich prowadzenie w bezpieczniejszy sposób. Ten rodzaj produkcji kosmicznej może wykorzystywać robotykę, która jest zautomatyzowana lub kontrolowana przez ludzi w pobliskim habitacie lub obiekcie.