A poeira cósmica, também chamada de poeira extraterrestre ou poeira espacial, é uma poeira que existe no espaço sideral ou caiu na Terra. A maioria das partículas de poeira cósmica mede entre algumas moléculas e 0.1 mm (100 micrômetros). Partículas maiores são chamadas de meteoroides. A poeira cósmica pode ser ainda mais distinguida por sua localização astronômica: poeira intergaláctica, poeira interestelar, poeira interplanetária (como na nuvem zodiacal) e poeira circunplanetária (como em um anel planetário).

No Sistema Solar, a poeira interplanetária causa a luz zodiacal. A poeira do Sistema Solar inclui poeira de cometa, poeira asteroidal, poeira do cinturão de Kuiper e poeira interestelar que passa pelo Sistema Solar. Estima-se que milhares de toneladas de poeira cósmica alcancem a superfície da Terra a cada ano, com a maioria dos grãos tendo uma massa entre 10⁻¹⁶ kg (0.1 pg) a 10⁻⁴ kg (100 mg). A densidade da nuvem de poeira através da qual a Terra está viajando é de aproximadamente 10⁻⁶ grãos de poeira/m³.

A poeira cósmica contém alguns compostos orgânicos complexos (sólidos orgânicos amorfos com uma estrutura mista de aromático-alifática) que podem ser criados naturalmente e rapidamente pelas estrelas. Uma fração menor de poeira no espaço é a "poeira estelar", que consiste em minerais refratários maiores que se condensaram como matéria deixada por estrelas.

Partículas de poeira interestelar foram coletadas pela sonda espacial Stardust e as amostras foram devolvidas à Terra em 2006.