空间防御是在地球大气层以上空间进行防御作战的军事行动。随着军备竞赛的加剧，军用航天站将建立起来，从轨道上可能对地面进行核攻击，这就使空间防御问题变得复杂化。

空间防御有主动和被动两种情况。

主动式空间防御需要建立空间目标监测网和相应的指挥控制系统，以便对空间目标进行不间断的监测，及时发现敌方有威胁的航天器，识别并判定其性质，测定其轨道，迅速作出决策，运用适当的武器进行截击。截击的手段是以空间为基地的卫星、航天飞机、航天站上装备的攻击武器，或以地面为基地的导弹、激光武器等(见反卫星技术)。

被动式空间防御是以某种自身防御的方式来达到保存自己的目的。手段有航天器伪装、携带警报系统、自身加固和一星多用等。伪装方法之一是在航天器表面涂上吸收电波的保护层，本身也不发射无线电信号，使敌方难以发现。另一种伪装方法是一星多用，军用与民用合一。如通信卫星同时担负导弹预警、核爆炸探测、电子侦察等军事使命，以民用掩盖军事用途。若卫星上装有警报系统，一旦出现空间袭击的征兆，警报系统就会立即向地面发出警报，以便采取相应的对策。例如，卫星上的太阳电池阵易受破坏，为了防御目的可以改用核电源等。

1983年10月,美国国防部制订的“战略防御倡仪”计划（又称“星球大战”计划），也是空间防御的一部分。主要内容是在空间或地面部署以定向能武器（如激光武器、粒子束武器、微波武器等）为主体，包括截击卫星、截击导弹的反弹道导弹武器系统，以便在空间拦截和摧毁来袭的弹道导弹弹头。

红外探测与跟踪系统在美国部署的弹道导弹防御体系中(尤其是在弹道导弹发射早期预警和动能拦截弹高精度制导等方面)起着关键作用。为了进一步改进和完善其弹道导弹防御体系,近年来美国正在进一步发展新一代弹道导弹防御红外系统及技术,包括天基高轨道红外预警系统,空间监视与跟踪系统,机载红外探测系统以及动能拦截弹红外成像导引头,以构建涵盖天基高轨早期预警,天基低轨全弹道跟踪,机载助推段及上升段跟踪和弹载跟踪导引的全域红外探测武器装备体系.