Eine Luftschleuse ist eine spezielle Kammer, die verwendet wird, um unter Druck stehende Umgebungen wie U-Boote oder Raumfahrzeuge zu betreten und zu verlassen. Es besteht aus zwei luftdichten Türen und einer zentralen Kammer, in der der Luftdruck und andere Faktoren nach Bedarf gesteuert werden können. Es ist immer nur eine Schleusentür geöffnet; die andere bleibt geschlossen, bis die erste Tür versiegelt ist. Dadurch entsteht eine Pufferzone, um Druck und Atmosphäre innerhalb der geschlossenen Umgebung aufrechtzuerhalten. Es verhindert auch die Dekompressionskrankheit, eine potenziell tödliche Erkrankung, die durch schnelle Druckänderungen auf den menschlichen Körper verursacht wird.
Zu den technischen Fortschritten des 19. Jahrhunderts gehörten die ersten U-Boote ebenso wie ambitionierte Unterwasserbauprojekte wie Hängebrücken. Die Arbeit an diesen Strukturen wurde durch die Caisson-Krankheit, die später als Dekompressionskrankheit bekannt wurde, erschwert. Der menschliche Körper ist nicht in der Lage, sich an schnelle Änderungen des äußeren Drucks anzupassen; im Extremfall kann der Tod eintreten. Schließlich lernten Besucher von Unterwasserumgebungen wie Tiefseetaucher, spezielle Kammern zu verwenden, die den Außendruck langsam veränderten und es dem Körper ermöglichten, sich anzupassen. Verfeinerungen dieser Technologie führten zur modernen Luftschleuse.
Mit dem Aufkommen der Raumfahrt im 20. Jahrhundert erhielt die Luftschleuse einen neuen Zweck. Die raue Umgebung des Weltraums birgt zahlreiche Gefahren, darunter Strahlung, extreme Temperaturen und ein Mangel an atmosphärischem Druck. Raumschiffe und Raumstationen sind mit Luftschleusen ausgestattet, damit Astronauten das Raumschiff für Weltraumspaziergänge oder Transfers zu anderen Fahrzeugen sicher verlassen können. Vor einem Weltraumspaziergang „campen“ Astronauten manchmal über Nacht in einer Luftschleuse. Während dieser Zeit wird die Umweltbelastung langsam reduziert, wodurch das Auftreten einer Dekompressionskrankheit verhindert wird.
Luftschleusen haben andere spezielle Anwendungen in terrestrischen Umgebungen. Die „Reinräume“, in denen hochwertige Elektronik hergestellt wird, verfügen oft über Schleusen, um Staub und Verunreinigungen fernzuhalten. Chemische und radioaktive Labors verwenden Luftschleusen, um zu verhindern, dass gefährliche Stoffe aus kontrollierten Bereichen entweichen. Viele öffentliche und private Gebäude verfügen über eine Doppeltürkonstruktion für gut genutzte Eingänge. Diese Durchgänge sind zwar nicht wirklich luftdicht, werden aber manchmal als Luftschleusen bezeichnet, da sie dazu beitragen, die Innenumgebung des Gebäudes von äußeren Bedingungen zu isolieren.
Luftschleusen sind den meisten Menschen aus ihren Darstellungen in der populären Belletristik bekannt. Unterwasserfilmdramen wie The Hunt for Red October und The Abyss bieten spannende Szenen in oder um Luftschleusen. Fernsehsendungen wie Babylon 5 und Battlestar Galactica beziehen sich auf ein Science-Fiction-Konzept, das manchmal als „Spacing“ bezeichnet wird. Dies ist ein Verfahren, um jemanden zu töten, indem man ihn oder sie ohne Schutzanzug aus einer Luftschleuse wirft. Die vielleicht berühmteste Luftschleusensequenz erscheint im Film 2001: A Space Odyssey, in dem ein Astronaut versucht, manuell in ein Raumschiff einzudringen, das von einem abtrünnigen Computer übernommen wurde.