Une sphère de Dyson est une idée de structure qui entoure une étoile, d'abord imaginée par le physicien Freeman Dyson, puis utilisée dans certaines œuvres de science-fiction.

L'idée de la sphère de Dyson est le résultat d'une expérience de pensée. Dyson a constaté que les civilisations augmentaient constamment leur besoin d'énergie. Il pensait qu'à mesure que la civilisation humaine avancerait, il viendrait un temps où elle demanderait plus d'énergie que la Terre ne pourrait en fournir.

Il a proposé un système de structures conçues pour intercepter et collecter toute l'énergie produite par le Soleil. La proposition de Dyson ne précisait pas comment un tel système serait construit. Son article de 1960 "Search for artificial stellar sources of infra-red radiation", publié dans la revue Science, a été le premier à présenter le concept de la sphère de Dyson.

Il existe au moins trois types de sphères de Dyson :