日本宇宙航空研究开发机构（Japan Aerospace Exploration Agency），简称JAXA，是负责日本的航空、太空开发事业的独立行政法人。其主要工作包括研究、开发和发射人造卫星，小行星探测以及未来可能的登月计划。
宇宙航空研究开发机构隶属于文部科学省，2003年10月1日由3个与日本航天事业有关的政府机构：日本空间科学研究所（ISAS）、日本国家航空航天实验室（NAL）、日本宇宙开发事业集团（NASDA）统合而成，其总部设于日本东京都调布市，首任执行长为的川泰宣，在任的执行长为奥村直树。
日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）是2003年10月1日，通过日本空间科学研究所（ISAS），日本国家航空航天实验室（NAL）和日本宇宙开发事业集团（NASDA）三个机构的合并而诞生的。被指定为支持日本政府航空航天发展和利用的核心业绩机构。因此，JAXA可以进行从事基础研究开发到利用的综合操作。
2012年，日本新立法将JAXA的职权从和平目的扩展到包括一些军事太空开发，如导弹预警系统。
2013年，为了纪念成立十周年，JAXA创立了“探索实现”的企业口号，体现了利用空间和天空实现安全富裕的社会的经营理念。
JAXA不仅是作为国家行政改革的一部分，同时也是为消除各个空间机构合作短缺，为恢复日本航天发展信心而整合而成的一个组织机构。
整合之后，在2003年11月开始了对配备信息收集卫星的H-IIA火箭6号的发射，却以发射失败而结束。
2005年2月26日，多功能运输卫星1号（MTSAT-1R）替换“向日葵6号”由H-IIA运载火箭7号发射。7月10日还成功推出了X射线天文卫星朱雀由M-V-6火箭发射。10月10日成功进行了实验用小型超音速实验机NEXST-1的飞行试验。
2006年1月，高级陆地观测卫星“Daichi”（ALOS）由H-IIA运载火箭8号发射。2月，多功能运输卫星2号（MTSAT-2）由H-IIA运载火箭9号发射。9月，太阳能物理卫星“HINODE”（SOLAR-B）由M-V-7发射。
JAXA已经发射多颗卫星，用于从事科学技术研究。
2016年2月，X射线天文卫星“Hitomi”（ASTRO-H）由H-IIA运载火箭30号发射。
当地时间2021年11月9日9时55分，日本宇宙航空研究开发机构在位于鹿儿岛县的内之浦宇宙空间观测所发射了“埃普西隆5”号运载火箭，火箭搭载了9颗小型人造卫星。
2019年9月25日凌晨，用一枚H2B火箭发射一艘“鹳”号无人货运飞船，按计划该货运飞船于9月28日抵达高度约400公里的国际空间站。此次发射活动是“鹳”8号机的发射执行责任由JAXA转移至三菱重工后的首次发射。
日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）时隔13年后，将于2021年秋季招募新一届宇航员。
2021年2月，本田启动与JAXA（日本宇宙航空研究开发机构）关于机器人的联合研究。
当地时间2021年11月9日9时55分，日本宇宙航空研究开发机构在位于鹿儿岛县的内之浦宇宙空间观测所发射了“埃普西隆5”号运载火箭。火箭搭载了9颗小型人造卫星，预计将在发射1个多小时后进入预定轨道。
JAXA由以下机构组成：
空间运输任务局
卫星应用任务局I
卫星应用任务局II
人类空间飞行任务局
航天研究与发展局
空间与航天科学研究所（ISAS）
航空技术研究所。
另外，JAXA的航天中心有：
筑波航天中心（筑波，茨城县）
调布航空航天中心（调布，东京）
相模原航天中心（相模原市，神奈川县）
种子岛宇宙中心（鹿儿岛县）
内之浦宇宙空间观测所（鹿儿岛县）
能代火箭试验场：（能代市，秋田县），主要是固体火箭发动机测试，设备振动实验和破坏性实验等等。
角田太空中心：（角田市，宫城县），已实施的液体燃料火箭发动机的开发设施。它有一个用来在发动机的燃烧试验等之前发射的设施。
三陆气球中心（大船渡市，岩手县），主要是使用气球设施进行高空（平流层）观察。
大树航天试验基地（北海道大树町），可用于飞机飞行测试。
地球观测中心（埼玉县比企郡鸠山町）
臼田深空中心（佐久市，长野县）
JAXA与下列研究机构拥有紧密合作关系：
名古屋大学
东京大学
京都大学
九州大学
北海道大学
东北大学
早稻田大学
筑波大学
本田
2010年初，由于财政预算的限制，当时正在研究开发的日本载人登月计划暂被搁置。
2014年6月，日本科技部表示正在考虑对火星进行太空探索任务。在一份部长文件中，它指出该任务以对火星的载人飞行和无人探测任务以及在月球上的长期定居为目标，将寻求国际合作和支持。
2016年12月，日本宇宙航空研究开发机构宇宙科学研究所和名古屋大学宇宙地球环境研究所共同运营的ERG（Exploration of energization and Radiation in Geospace）计划卫星成功发射。作为空间科学探测卫星，其用于高精度地探测地球周边空间电磁环境。
除了H-IIA/B和Epsilon火箭之外，JAXA还正在开发用于下一代超音速运输的技术，这可能成为协和式的商业替代品。该项目（工作名称为下一代超音速运输）的设计目标是开发一种可在马赫数2下运载300名乘客的射流。2005年9月和10月，该射流的子尺度模型在澳大利亚进行了空气动力学测试。2015年，JAXA开展了旨在减少超音速飞行在D-SEND方案下的影响的测试。
