Megastruktura je umjetna konstrukcija ogromne veličine. Pojam je neformalan, ali općenito su megastrukture veličine najmanje nekoliko tisuća kilometara duž jedne dimenzije. Megastrukture se najčešće pojavljuju u znanstvenoj fantastici, iako je Kineski zid vjerojatno megastruktura. Veliki zid se može vidjeti iz niske zemljine orbite, ali i autoceste, polja usjeva i velike zgrade. Niska Zemljina orbita je samo 200 km (125 mi.) gore pa ovo ima smisla. Megastrukture se najčešće viđaju u znanstvenoj fantastici i čini se da je samo pitanje vremena kada će ih naša civilizacija početi graditi. Megastruktura je zamišljena kao susjedni, samopodupirući entitet – to jest, ne sastoji se od skupa manjih konstrukcija.
Najpoznatija izmišljena megastruktura bila bi Zvijezda smrti. Pretpostavljalo se da je Zvijezda Smrti po veličini slična Mjesecu. Ako je tako, bio bi velik oko 3,500 km (2,000 mi.). Njegova bi jezgra bila pod ogromnim pritiskom i vjerojatno bi trebala biti čvrsta, a ne sadržavati strukturne elemente, kao u filmovima.
Globus Cassus, apstraktni projekt dizajna, predložio je “razmotavanje” Zemljine materije u niz rotirajućih prstenova koje bismo potom naselili na unutarnjoj površini. Sličan koncept pojavljuje se u romanima Ian M. Banks Culture, gdje goleme prstenaste megastrukture veličine desetaka Zemljinih promjera zvane “orbitale” tiho rotiraju, a njihove unutarnje površine prekrivene su stotinama kontinenata i dugim oceanima. U seriji Ringworld Larryja Nivena prisutan je još veći prsten – ovaj prsten ide skroz oko Sunca s površinom prekrivenom kopnom. Napravljen je od izmišljenog materijala zvanog scrith s atomskim vezama jakim kao i veze između protona i neutrona u atomskoj jezgri. Znanstvenici koji su radili proračune potrebne snage ove megastrukture otkrili su da bi ona doista trebala biti otprilike toliko jaka.
Vraćajući se bliže stvarnosti, svemirsko dizalo, megastruktura koja bi se mogla izgraditi od materijala koji već možemo napraviti, iako skupo i u malim količinama – ugljikovih nanocijevi – bila bi dugačka oko 50,000 km, protežući se sve do geosinkronog orbita. Takvo dizalo moglo bi biti relativno tanko, s jezgrom nanocijevi širine između samo 1 i 10 cm. Viši dijelovi dizala morali bi biti deblji kako bi izdržali udare svemirskog otpada. Već postoji grupa, Liftport, koja planira izgraditi svemirsko dizalo do 2031. Ako budu uspješni, to bi mogla biti prva prava megastruktura i najavila bi revoluciju u svemirskim putovanjima.