Quả cầu Dyson là một siêu cấu trúc giả thiết bao quanh hoàn toàn một ngôi sao và hấp thu lấy một lượng lớn năng lượng thoát ra. Khái niệm này là một thí nghiệm giả định cố gắng giải thích làm thế nào một nền văn minh vũ trụ sẽ đáp ứng những yêu cầu về năng lượng một khi chúng vượt quá khả năng của nguồn tài nguyên trên hành tinh chủ của mình. Chỉ một tỉ lệ nhỏ năng lượng của ngôi sao chạm đến được bề mặt của bất kì hành tinh quay quanh nó. Việc xây dựng những cấu trúc quay xung quanh một ngôi sao sẽ cho phép một nền văn minh thu được nhiều năng lượng hơn rất nhiều.Miêu tả đầu tiên của kiến trúc này bởi Olaf Stapledon trong tiểu thuyết khoa học viễn tưởng Star Maker (1937) của ông, trong đó ông đã miêu tả "mỗi hệ mặt trời... được bao bọc bởi một màng bẫy ánh sáng, thứ tập trung năng lượng mặt trời đang thoát ra cho việc ứng dụng thông minh."[1] Khái niệm này sau đó được phổ biến bởi Freeman Dyson trong một bài viết năm 1960 "Tìm kiếm Bức xạ hồng ngoại nhân tạo của những nguồn sao".[1] Dyson suy đoán rằng những cấu trúc như vậy sẽ là hệ quả logic của nhu cầu năng lượng gia tăng của một nền văn minh công nghệ và sẽ là cần thiết cho sự sống lâu dài. Ông đã đề xuất rằng việc tìm kiếm những cấu trúc như vậy có thể dẫn đến việc phát hiện ra sự sống thông minh tiến bộ ngoài Trái Đất. Các loại cầu Dyson khác nhau và khả năng thu thập năng lượng của chúng sẽ tương ứng với trình độ phát triển công nghệ trên thang đo Kardashev.Sau đó, những biến thể khác liên quan đến việc xây dựng một cấu trúc nhân tạo hay chuỗi cấu trúc bao bọc một ngôi sao được đề xuất trong kĩ thuật thăm dò hoặc được miêu tả trong khoa học viễn tưởng dưới cái tên "Quả cầu Dyson". Những đề xuất này sau đó không bị giới hạn trong những nhà máy năng lượng mặt trời, mà mở rộng đến hệ sinh thái hoặc công nghiệp. Hầu hết các tác phẩm viễn tưởng miêu tả một vỏ bọc đặc bao kín một ngôi sao, điều đã được xem xét bởi chính Dyson. Vào tháng 5 năm 2013, trong Hội nghị Phi thuyền Thế kỷ ở San Diego, Dyson đã lặp lại rằng ông ước gì khái niệm này đã không được đặt dưới tên ông.[2]