L'ingénierie à grande échelle est une forme d'ingénierie qui concerne la construction de structures à une échelle énorme. Généralement, ces structures font au moins 1 000 kilomètres de longueur, soit au moins 1 mégamètre, d'où le nom anglais Megascale engineering. Ces structures à grande échelle sont appelés mégastructures.
En plus des structures à grande échelle, le terme ingénierie à grande échelle inclut également la terraformation.
Assez peu de mégastructures ont été conçues. Réaliser une liste des mégastructures est complexe en raison des nombreux critères à prendre en compte. On peut tout de même inclure la Grande Muraille de Chine ou encore l'ISS.
L'astroingénierie est le prolongement de l'ingénierie à grande échelle à des mégastructures d'une échelle stellaire, comme des sphères de Dyson[1].
De tous les mégastructures proposées, seul l'ascenseur spatial et les concepts d'ascenseur spatial lunaire ou martien pourraient être construits en utilisant des techniques d'ingénierie classiques, et sont à la portée de la science des matériaux actuelle[réf. souhaitée].
L'assemblage de structures plus massives qu'un ascenseur spatial impliquerait probablement une combinaison de nouvelles techniques d'ingénierie, de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies.
L'ingénierie à grande échelle joue souvent un rôle important dans l'intrigue des œuvres de science-fiction. L'environnement de microgravité de l'espace offre plusieurs avantages potentiels pour la réalisation de ces structures. Ceux-ci incluent notamment la réduction des charges sur la structure, la disponibilité de grandes quantités de matières premières sous la forme d'astéroïdes, et une grande quantité d'énergie grâce au Soleil.