Az űrszemét - más néven kozmikus hulladék - az ember által került a világűrbe, és már nem hasznosítható, nem hozható működőképes állapotba. Ezek a tárgyak főleg a mesterséges holdak és űrállomások kisebb-nagyobb levált darabkái, alkatrészei, valamint használaton kívüli műholdak, alacsony Föld körüli pályán maradt utolsó rakétafokozatok illetve az űrséták, szerelések során elszabadult eszközök.
Jelenleg valamivel több, mint 13 ezer darab űrszemetet tartanak nyilván, ám ennél sokkal nagyobb a számuk. Becslések szerint a Föld körül körülbelül 600 ezer, egy cm-nél nagyobb átmérőjű objektum kering. Az ilyen kis testek műholdak ütközésekor, vagy akár felrobbantásakor jönnek létre, de ide tartoznak az űrállomásról, űrhajókról elszabadult apró tárgyak is. A számítások szerint a Nemzetközi Űrállomásra épp az ilyen egy cm-nél nagyobb objektumok jelenthetnek veszélyt. A veszély mértékét a nagyságukon kívül befolyásolja az űrszemét pályája és becsapódási sebessége is. A legtöbb kozmikus hulladék alacsony Föld körüli pályán mozog, számuk a magassággal csökken, illetve 36 ezer kilométer magasan, geoszinkron pályán átmenetileg újra megnő, ahol a távközlési és meteorológiai műholdak találhatók.
Az első világűrbe indított űreszköz 1957-ben a Szputnyik–1 volt, s azóta már több ezer műhold állt pályára a Föld körül. Mindegyik műhold külön–külön meghatározott feladatot lát el, mint például csillagászati, távközlési, földfigyelő vagy távérzékelős műveleteket, illetve navigációs, felderítői, meteorológiai és geodéziai feladatokat. Ezek az űreszközök a Föld felszínétől számítva 200 km-től 35786 km-ig, illetve e felett keringenek bolygónk körül. A műholdak az energiát általában a Napból nyerik, napelemek segítségével.
1957 óta rohamosan növekedik a műholdak száma a Föld körül
Az űrszemetek megfigyelésére távcsöves és radaros módszereket használnak. Ezen kívül fontos információkra tettek szert a szakemberek az LDEF nevű műholdon keresztül. Az LDEF 5 és fél évig keringett a Föld körül, és miután befejezte működését egy űrrepülőgéppel hozták vissza a Föld felszínére. Továbbá nagy segítséget jelentett az 1992 és 1993 között bolygónk körül keringő EURECA műhold felületének vizsgálata, valamint a Hubble-űrteleszkóp lecserélt napelemtáblájának elemzése is. Ezeknek az űreszközöknek a felületén talált mikroszkopikus becsapódásnyomok számát, keletkezési gyakoriságát a különböző modellekkel összevetve megbecsülhető, hogy az egyébként nehezen azonosítható apró szemcsékből hány keringhet a Föld körül.
Az űrszemét darabjaiból amennyit csak tudnak, katalógusba vesznek a szakemberek és mozgásukat folyamatosan követik. Ennek köszönhetően már sikerül elkerülni egy-egy veszélyes ütközést. Az első ilyen esetre 1991 szeptemberébe került sor, mikor az űrrepülőgép az STS-48-as küldetés keretében pályát kellett változtatnia, annak érdekében, hogy elkerüljön egy használatból kivont orosz műholdról származó törmeléket. Viszont 2009 márciusában a Nemzetközi Űrállomás űrhajósainak át kellett szállniuk egy mentőűrhajóként funkcionáló, az űrállomáshoz kikötött Szojuz űrhajóba, hogy egy közelgő űrszemét becsapódása esetén ne kerüljenek életveszélybe. Az űrszemét nagyobb darabjainak visszatérése a Föld légkörébe vagy felszínére is jelenthetnek problémát. Például 2006-ban egy orosz kémműhold darabjai haladtak el egy utasszállító repülőgép közelében, a Csendes-óceán felett. 1979-ben a Skylab űrállomás darabjai hullottak le Ausztrália egész nagy területén. Az igazán nagy űreszközöknél azonban nem véletlenszerű a lezuhanás, hanem szakemberek előre meghatározott számítások alapján irányítják le a Földre. Ez történt 2000. június 4-én, mikor a nagyméretű CGRO-szonda égett el a légkörben, majd 2001. március 23-án a Mir-űrállomás is a légkörben izzott fel, amelynek töredékei a Csendes-óceán déli részében szóródtak szét.
A Föld légköre megvéd minket az űrszeméttől, hiszen a légkörbe belépő darabok teljesen elégnek, mire lezuhannának, azonban a nagyobb műholddarabok elérhetik a felszínt. Mindeddig nem dokumentáltak olyan eseményt, amikor egy visszahulló űrszemét vagy egy űrben keringő darab emberáldozatot követelt volna. Talán a legkomolyabb eset 1997-ben történt, mikor egy amerikai Delta–2 hordozórakétáról letört egy 10 cm-es burkolatdarab és egy nő vállára esett. Szerencsére sebessége addigra annyira lecsökkent, hogy nem okozott sérülést.
