Gaia est un observatoire spatial. Il a été lancé par l'Agence spatiale européenne (ESA) le 19 décembre 2013. La mission vise à établir un catalogue spatial 3D d'environ un milliard d'objets astronomiques.
Il étudiera environ 1 % de la population de la Voie lactée. Succédant à la mission Hipparcos, il fait partie du programme scientifique à long terme Horizon 2000 Plus de l'ESA. Gaia surveillera chacune de ses étoiles cibles environ 70 fois sur une période de cinq ans.
Gaia va créer une carte tridimensionnelle extrêmement précise des étoiles de la Voie lactée et en cartographier les mouvements. Ces données sont un produit de l'origine et de l'évolution ultérieure de la Voie lactée. Les mesures spectroscopiques permettront de trouver les propriétés physiques de chaque étoile observée, leur luminosité, leur température, leur gravité et leur composition élémentaire. Les distances à environ 20 millions d'étoiles seront mesurées par la parallaxe annuelle.
Le recensement stellaire massif fournira les données d'observation de base. Avec ces données, les astronomes espèrent s'attaquer à une série de problèmes importants, comme l'origine, la structure et l'histoire de l'évolution de notre galaxie. Un grand nombre de quasars, de galaxies, de planètes extrasolaires et de corps du système solaire seront mesurés en même temps.
Gaia a été lancé à l'aide d'une fusée Soyouz depuis son Centre spatial guyanais (GSC) en Guyane française. Il se trouve sur une orbite Lissajous autour du point Lagrangien L2 de la Terre-Soleil. En avril 2018, elle a mesuré environ un milliard d'étoiles et d'autres objets.