Geometria spațială măsoară distanța, unghiurile și curbura în trei dimensiuni. Aceasta include elemente de geometrie solidă euclidiană, coordonate carteziene, topologie și geometrie non-euclidiană, în special atunci când se măsoară spațiul bidimensional pe un obiect tridimensional, cum ar fi o sferă. Când este extins la univers, geometria spațiului poate include dimensiuni suplimentare, cum ar fi timpul.
Geometria spațiului antic sa concentrat pe structuri și solide, cum ar fi sfere, cuburi sau conuri, și măsurarea volumului și a suprafeței lor. Până la începutul secolului al XVII-lea au apărut noi concepte despre spațiu și, împreună cu ele, noi idei despre geometrie și măsurători pe suprafețe curbe. Geometria non-euclidiană a apărut pentru a aborda mai multe axiome euclidice care au eșuat când au fost aplicate pe suprafața unei sfere. Mai târziu, matematicienii au dezvoltat aceste geometrii pentru a aborda anumite tipuri de suprafețe curbe. Geometria hiperbolică și eliptică, în special, se referă la ceea ce se întâmplă cu liniile paralele atunci când sunt aplicate în anumite spații. Carteziene coordonate folosind trei dimensiuni, de asemenea, a produs metode suplimentare pentru măsurarea distanței și a poziției în spațiu. Topologia, dezvoltată în secolul al XIX-lea, abordează modul în care spațiul se comportă sub deformări și schimbări. În secolul 20, Einstein a introdus conceptul de spațiu-timp, care a arătat că curbele spațiului în jurul obiectelor masive și că timpul este afectat ca urmare a acestei curburi.