La «meteorización espacial» se refiere a la ligera erosión causada en planetas, lunas y asteroides desprotegidos por el viento solar, los rayos cósmicos, los micrometeoritos y los meteoritos más grandes. La meteorización espacial afecta las propiedades físicas y ópticas de las superficies de los cuerpos planetarios, por lo que comprender sus detalles es importante para interpretar datos de teledetección, como fotografías de sondas espaciales de las lunas del sistema solar exterior.
La primera forma de meteorización espacial que se reconoció es la aglutinación: pequeños trozos de material que son vaporizados por diminutos micrometeoritos y esparcidos por la superficie. El material cubierto de aglutinación parece negro para el ojo humano debido a la presencia de hierro nanofásico. La aglutinación es común, por ejemplo, en suelos lunares, donde constituye entre el 60 y el 70% de los suelos lunares maduros. La aglutinación y la meteorización espacial son parcialmente responsables de la apariencia oscura de la maría lunar. Debido a que el micrometeorito promedio es pequeño (solo unas pocas decenas de nanómetros de diámetro), la meteorización tiene lugar en niveles de superficie diminutos, y solo en las últimas dos décadas hemos tenido microscopios lo suficientemente potentes como para sondear los detalles de su estructura.
Otra forma de meteorización espacial que ocurre, parcialmente en la Luna, donde se ha estudiado, tiene que ver con el viento solar. Durante miles de millones de años, el viento solar que golpea la superficie de la Luna que mira hacia el Sol ha depositado elementos ligeros, especialmente helio-3, que se considera una fuente de energía de fusión nuclear de segunda generación. El helio-3 requiere más energía para fusionarse que los combustibles de fusión nuclear de primera generación como el deuterio, pero también libera más energía. Solo 20 toneladas de helio-3 podrían abastecer las necesidades energéticas de los Estados Unidos, si desarrollamos con éxito un reactor de fusión que pueda obtener más energía del helio-3 de la necesaria para fusionarlo.
El Helio-3 en la Luna causado por la meteorización espacial está siendo considerado como un recurso económico por los gobiernos de Rusia y China. El gobierno chino ha citado al Helio-3 como la razón principal para intentar llegar a la Luna, y una compañía de energía rusa ha propuesto el objetivo de extraer Helio-3 en la Luna para 2020.