「空」のその他の用法については「空 (曖昧さ回避)」をご覧ください。
昼間の晴天時の空曇りの空英語で「vanilla sky」 （バニラ・スカイ）と呼ばれる状態の空夕焼け空星空天の川が見える夜空高高度を飛ぶ飛行機から見た空。地上から見る通常の空とは色が異なっている。

空（そら、霄、英: sky）とは、地上から見上げたときに頭上に広がる空間のこと。天。
概説

空の色は時間帯や天候によって変化する。日の出時には赤色やオレンジ色に、昼間は晴れていれば青くて太陽が輝き雲は白く、曇りであれば空は灰色に、夜間は黒に見える。（→#色）

また、夜空は星が見える場でもあり、空気が澄んでいる場所であれば天の川の白く輝く帯が空をぐるりと横断しているのが見える。ノルウェー北部など緯度が高い地域では24時間太陽が昇らない時期（極夜）が2か月ほども続く。その寒い時期、人々はずっと夜空を見続け、再び太陽が昇る時を待つのである。そのかわり緯度が高い地域では、ときにオーロラの緑色の美しい光のカーテンが空にゆらめく。

空と空以外が作り出す境界線を英語では「skyline」（スカイライン）と言う。空と海面や湖面との境界線を水平線、空と大地との境界線を地平線という。
色と明るさ可視光線の波長別のレイリー散乱の強さ太陽放射の波長別の強度（黄に着色）と地表に届く強度（赤に着色）国際宇宙ステーションから望遠する日の出前の地球大気。上層は青色、下層は橙色。

地球の空の色は時間帯によって変化する[1]。夜明け前、東の地平線には朝焼けが起こり、暗い空が赤くなる。太陽が昇り充分な高さになると空は青色に見える。そして日没が近くなると西の空は夕焼けでオレンジ色になり、太陽が沈むとまた空は暗くなる[2]。

このような空の色の変化は、太陽光が含むいわゆる"七色"の可視光線（光）の性質と、大気（空気）をつくっている成分の気体分子やちりなどの微粒子が光に作用することに関係する[2][3][4]。
青さと明るさ

太陽の可視光線の波長よりも半径が数桁小さい大気中の酸素や窒素などの分子は、可視光線のレイリー散乱を起こす。散乱光の強度は、電磁波の波長の4乗に反比例する。青い光は約450ナノメートル(nm)、赤い光は約700 nmだが、同じ強さならば波長が短い青い光のほうが6倍ほど強く散乱される。太陽光には青よりも波長が短い紫の光も含まれているが、その量はやや少なく、青よりも強く散乱されるため地上に届くまでの減衰が大きい。また、紫の光は人間の目（錐体細胞）における感度があまり強くない。太陽が高い日中はこのような原理から、地上には主に青い光が届き、空は青色に見える[3][4][5][6][7][8][9][10]。

なお、可視光線のどの波長でも多かれ少なかれ散乱（散乱日射）があるため、太陽の方向以外の空も明るく見える[6][7]。実際、空からの可視光のうち人間の目が知覚する成分は、白色光に青の単色光を混ぜた構成となっている[11]。

そして青色光は、空気分子の密度が低い、高度数十キロメートル(km)以上の上層の大気のレイリー散乱に由来すると考えられる。これは、空気分子の密度が高い（分子同士の距離が近い）下層の大気では、散乱光どうしが干渉し打ち消しあって前方散乱成分のみが伝わり、結果として直進するためで、それがない上層の低密度の大気で散乱が現れる[10][12]。厳密には、空気分子の熱運動が影響する微視的な密度ゆらぎが散乱を起こすと説明される。この密度ゆらぎの理論はスモルコフスキーが1908年に、アインシュタインが1910年にそれぞれ提唱した[12]。この性質は、下層でもレイリー散乱が起こるとすれば、青色光の散乱減衰によって遠くの山などの景色が赤みを帯びて見えるはずだが、そうはならないという事実に合致する[12][13]。

また、上層のレイリー散乱は角度別では、進行方向とその正反対にあたる前方散乱と後方散乱が最も強く、直角方向が最も弱い。そのため、太陽の方向とその反対方向は比較的明るく、太陽から90°の方向や天頂部は比較的青色が濃くなる。