Dysonova sfera je hipotetska struktura goleme veličine. To je kugla koja u potpunosti (ili gotovo u potpunosti) zatvara zvijezdu, koristeći svu energiju koju zrače fuzijske reakcije koje se odvijaju u njezinoj jezgri. Ideju o Dysonovoj sferi prvi je formalizirao i popularizirao poznati fizičar Freeman Dyson u članku u Scienceu iz 1959. pod naslovom “Potraga za umjetnim zvjezdanim izvorima infracrvenog zračenja”, iako je ideju izvorno dobio iz Olafovog znanstvenofantastičnog romana iz 1945. Stapledon pod nazivom Star Maker.
Naše sunce ima izlaznu energiju od oko 4 x 10^26 vata, ili otprilike 100 milijuna puta ukupne potrošnje energije čovječanstva u prošlom stoljeću svake sekunde. Kad bi se ova energija mogla iskoristiti preko Dysonove sfere, imali bismo dovoljno snage da održimo populaciju trilijune puta naše sadašnje populacije tijekom mnogo eona.
Izvorni prijedlog za Dysonovu sferu nije bio čvrsta sfera, već skup od ~10^5 objekata koji zajedno apsorbiraju većinu sunčeve energije zvijezde. Ponekad se naziva “Dysonov roj”, to bi omogućilo inkrementalnu konstrukciju sustava, s podkomponentama koje kruže oko zvijezde neovisno. Izvana bi se takav roj činio crnim, emitirajući samo infracrveno zračenje. Neki od naših orbitalnih infracrvenih teleskopa desetljećima su bezuspješno tražili takva tijela kao što su Dysonove sfere ili rojevi. Kada bi se reflektori koristili na unutrašnjosti objekata, energija zračenja mogla bi biti usmjerena samo u jednom smjeru, što bi otežavalo detekciju iz daljine.
Preliminary calculations have shown that our solar system contains enough rigid matter to construct a Dyson swarm, but probably not a rigid Dyson sphere, which would have to be about a million km (600,000 miles) thick to be stable. A good candidate building material would be buckminsterfullerene, an allotrope of carbon with immense strength.
Dysonova sfera se često spominje zajedno s Kardaševom klasifikacijskom shemom, metodom koja se koristi za klasifikaciju hipotetskih civilizacija prema njihovim izvorima energije. Prema ovoj klasifikacijskoj shemi, civilizacija tipa I bila bi ona koja koristi izvore energije cijelog planeta, civilizacija tipa II bi bila ona koja koristi izlaz cijele zvijezde za snagu, a civilizacija tipa III bi bila ona koja koristi cijelu galaksiju za moć. Više spekulativna civilizacija tipa IV bila bi ona koja koristi moć cijelog svemira. Izgradnja Dysonove sfere smjestila bi civilizaciju u kategoriju tipa II.