Uzay geometrisi mesafeyi, açıları ve eğriliği üç boyutlu olarak ölçer. Özellikle küre gibi üç boyutlu bir nesne üzerindeki iki boyutlu alanı ölçerken, Öklid katı geometrisi, Kartezyen koordinatları, topoloji ve Öklid dışı geometri öğelerini içerir. Evrene genişletildiğinde, uzay geometrisi zaman gibi ek boyutlar içerebilir.
Antik uzay geometrisi, küreler, küpler veya koniler gibi yapılara ve katılara ve bunların hacimlerinin ve yüzey alanlarının ölçülmesine odaklanmıştır. 17. yüzyılın başlarında uzayla ilgili yeni kavramlar ortaya çıkmış ve onlarla birlikte eğri yüzeylerde geometri ve ölçümler hakkında yeni fikirler ortaya çıkmıştır. Öklid dışı geometri, bir kürenin yüzeyine uygulandığında başarısız olan birkaç Öklid aksiyomunu ele almak için ortaya çıktı. Daha sonra matematikçiler, belirli eğri yüzey türlerini ele almak için bu geometrileri geliştirdiler. Özellikle hiperbolik ve eliptik geometri, belirli alanlara uygulandığında paralel çizgilere ne olduğunu ele almaktadır. Üç boyut kullanan kartezyen koordinatlar ayrıca uzayda mesafeyi ve konumu ölçmek için ek yöntemler üretti. 19. yüzyılda geliştirilen topoloji, deformasyonlar ve değişimler altında mekanın nasıl davrandığını ele almaktadır. 20. Yüzyılda Einstein, uzay-zaman kavramını ortaya koydu; bu, büyük cisimlerin etrafındaki uzay eğrilerinin ve bu zamanın bu eğrinin bir sonucu olarak etkilendiğini gösterdi.
