Putovanje kroz vreme je kretanje osobe ili predmeta između dve tačke u vremenu, analogno kretanju između dve tačke u prostoru, obično pomoću hipotetičke naprave zvane vremeplov. Putovanje kroz vreme je široko rasprostranjen koncept u filozofiji i književnosti. Ideju o vremeplovu je popularisao Herbert Džordž Vels u svom romanu Vremeplov iz 1895.
Nije sigurno da li je putovanje u prošlost fizički moguće. S druge strane, putovanje u budućnost je, nezavisno od uobičajenog osećaja percepcije vremena, fenomen koji je detaljno proučen i dobro objašnjen u okvirima specijalne i opšte relativnosti. Međutim, uz pomoć današnje tehnologije nije moguće izvesti da se jedno telo pomeri ispred ili iza drugog u vremenu za više od nekoliko milisekundi. Što se tiče putovanja unazad kroz vreme, moguće je naći rešenja u opštoj relativnosti koja to dozvoljavaju, ali ta rešenja zahtevaju uslove koji možda nisu fizički mogući. Putovanje u arbitrarnu tačku u prostorvremenu ima veoma malu podršku u teorijskoj fizici i obično je povezano samo sa kvantnom mehanikom ili crvotočinama, takođe poznatim pod nazivom Ajnštajn-Rozenovi mostovi.