Gaia è un osservatorio spaziale. È stato lanciato dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA) il 19 dicembre 2013. La missione mira a compilare un catalogo spaziale in 3D di circa un miliardo di oggetti astronomici.
Studierà circa l'1% della popolazione della Via Lattea. Successore della missione Hipparcos, fa parte del programma scientifico a lungo termine Horizon 2000 Plus dell'ESA. Gaia monitorerà ciascuna delle sue stelle obiettivo circa 70 volte in un periodo di cinque anni.
Gaia creerà una mappa tridimensionale estremamente precisa delle stelle in tutta la galassia della Via Lattea e ne mapperà i movimenti. Questi dati sono il prodotto dell'origine e della successiva evoluzione della Via Lattea. Le misurazioni spettroscopiche troveranno le proprietà fisiche di ogni stella osservata, la loro luminosità, temperatura, gravità e composizione elementare. Le distanze di circa 20 milioni di stelle saranno misurate per parallasse annuale.
Il massiccio censimento stellare fornirà i dati osservazionali di base. Con i dati, gli astronomi sperano di affrontare una serie di problemi importanti, come l'origine, la struttura e la storia evolutiva della nostra galassia. Un gran numero di quasar, galassie, pianeti extrasolari e corpi del Sistema Solare saranno misurati allo stesso tempo.
Gaia è stata lanciata utilizzando un razzo Soyuz del suo Centro Spaziale della Guyana (GSC) nella Guyana francese. Si trova in un'orbita di Lissajous intorno alla punta L2 Lagrangiana Sole-Terra. Ad aprile 2018 ha misurato circa un miliardo di stelle e altri oggetti.