宇宙戦艦（うちゅうせんかん）は、SF作品に登場する架空の兵器。宇宙空間における戦闘を主たる運用とする宇宙艦艇。現実世界における戦艦と同様の性格を持つ艦艇である。
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作品により定義は様々であり一義的には言えないが、おおむね武装した宇宙船のうち、大威力の武装や重装甲を備え、主に艦自体の武装で戦闘する物がこの範疇に入る。
SF作品における宇宙兵器には、軍艦、空母、要塞、戦闘機など現実の軍事で用いられる兵器や施設がそのまま宇宙空間に転用されたものが多く、宇宙戦艦もまたその一つである。戦闘能力を有する宇宙船全般を指して用いられることもある。
なお“戦闘に使用される宇宙船”の総てを表す用語ではない。これは、現実世界での戦艦＝“戦闘に使う艦艇”ではないという事と同義である。
SF作品においては、宇宙巡洋艦以下の宇宙戦艦以外の艦種が存在しても、宇宙戦艦との差異はどうなっているのか、厳密には定義されていないものが多い。
海外作品
SFの勃興期に登場した最初期の宇宙戦艦は、1920年代からアメリカにおいて登場したスペースオペラ作品中で活躍するものである。『レンズマン』シリーズのドーントレス号などが代表的なものにあげられる。映像の分野では、やはりアメリカにおいて1966年から放映された『宇宙大作戦』（スタートレックシリーズ）に登場するUSSエンタープライズ、あるいは映画の『スター・ウォーズ』に登場する宇宙戦艦など、地球上における「戦艦」というイメージからは程遠い物となっている（エンタープライズはじめ宇宙艦隊の船のほとんどは、分類上は深宇宙探査船であり戦艦ではない。ただし防衛も任務の一つであるため、戦艦クラスの武装がなされている）。SFの勃興期において、現実世界では戦艦は現役かつ最強の兵器だった。その後戦艦という艦種が消滅するという事は想像の範囲外であって、遥か未来の宇宙空間における最強の宇宙船に「宇宙戦艦」の名前を与える事は、極めて自然な事であり、一方で未来世界・宇宙空間の兵器のデザイン等に現在の地球上の兵器のイメージを反映させる必要は無かった。よって欧米のSFにおける宇宙戦艦が、現実の戦艦とは似ても似つかぬものになるのは当然だった。
日本の作品
特にアニメーションにおいて顕著であるが、現実世界における大艦巨砲主義の戦艦のイメージをそのままに引き継いでいる。日本の戦後のアニメーションの隆盛期においては、戦艦は既に過去の兵器だった。あえて過去の兵器である戦艦の名前を名乗る以上は、その過去の戦艦のイメージを反映した宇宙戦艦になるのは、これまた当然の話だった。また、海野十三の作品など、戦前の空想科学の系譜を、戦後の特撮やマンガ、アニメにおいて引きずった面があった事や、高度経済成長期頃までは戦争体験者が社会で大きな位置を占め、文化的には太平洋戦争を省みる風潮が強く存在しており、戦争映画の様態や昭和30年代の戦争マンガブームなどにその表出が見られた事も影響している。特に、松本零士が太平洋戦争への思いを強く投影し宇宙戦艦ヤマトをつくりあげ、同作が大ヒットして世間に広く知られることになった事が、日本における宇宙戦艦のイメージを決定した。
なお、例外も存在する。王立宇宙軍〜オネアミスの翼に登場する“宇宙戦艦”は、ボストーク1号のような1人乗り宇宙船（作中世界での最初の有人宇宙船）に過ぎず、戦闘用の宇宙船ですらないが、この作品中では宇宙軍が宇宙開発を行うという設定になっているたため、単なる宇宙船が宇宙戦艦の名で発表されている。小説レッドサンブラッククロスに登場する第四次世界大戦の日本の宇宙戦艦大和は、3人乗りの戦闘用の有人人工衛星である。
有名な宇宙戦艦（括弧内は登場した作品名）
国内作品
アニメに代表される映像作品だけではなく、小説などにも登場するものも含まれる。
アルカディア号（『宇宙海賊キャプテンハーロック』、『わが青春のアルカディア』）
艦そのものとしては宇宙戦艦と呼んでよい性格の宇宙船であるが、正規軍ないし叛乱軍といった軍組織の宇宙艦ではなく、「海賊船」と称すべきものである。
マクロス （『超時空要塞マクロス』シリーズ）
巨人型宇宙人の建造した宇宙砲艦を改造したものに、水上艦艇である空母・強襲揚陸艦（または宇宙空母2隻）が連結され、主砲発射時には人型を思わせる姿に変型する。艦内には民間人の居住する街が存在し、地球人の基準による宇宙戦艦の範疇を超えている。
ゼントラーディ軍の艦艇 （『超時空要塞マクロス』シリーズ）
巨人族であるゼントラーディ人の乗艦で、はるか昔の銀河帝国時代から、全自動兵器廠で膨大な数の建造が続けられている。
ブリュンヒルト（『銀河英雄伝説』）、ヒューベリオン（『銀河英雄伝説』）
部隊としての運用や旗艦として艦隊運用している。艦隊司令官クラスの旗艦は標準戦艦より大きい設定。
ゴースロス（『星界の紋章』）
作中の正式艦種名は、「巡察艦」である。その名称と作中でより大型の艦種である「戦列艦」が存在する事から、むしろ巡洋艦的な宇宙艦である。
ヱクセリヲン（『トップをねらえ!』）
全長は7kmを超える。主人公搭乗艦。後に拡大型の全長70kmのヱルトリウムが登場。
Ν-ノーチラス号 （『ふしぎの海のナディア』）
恒星間航行用超弩級戦艦。
ナデシコ級(『機動戦艦ナデシコ』)
(説明未稿)
キャプテンシャーク （『黄金勇者ゴルドラン』）
宇宙海賊戦艦。
ジェイアーク （『勇者王ガオガイガー』）
赤の星ソルダート師団の超弩級戦艦。白き箱船。
戦闘専用艦アクアエリー（『スターオーシャン Till the End of Time』）
(説明未稿)
仮装巡洋艦バシリスク（『航空宇宙軍史』）
現実の水上艦においての「仮装巡洋艦」というのは、商船を改造して武装を施したもので、正規の戦闘には用いられない（通商破壊、偵察、武装補給艦として用いられる）。ただしこの作中における仮装巡洋艦は、元は軍艦ではないという事だけは共通するものの、正規戦闘に用いられる宇宙艦である。
戦艦ハルバード（『星のカービィ』シリーズ）
ゲーム星のカービィスーパーデラックスで初登場した際は空中戦艦だったが、後にアニメ版などでは宇宙も航行している。
「尾張」、「摂津」等(『宇宙一の無責任男』シリーズ)
作者の趣味なのか、対空兵装としてレーザーポムポム砲があったりする。
TA2系列艦（『それゆけ!宇宙戦艦ヤマモト・ヨーコ』シリーズ）
1人乗り、宇宙戦艦。
TA-23 カガリヤ・モミジ ： 特一級強襲空母（スーパーストーム）
TA-25 ミドー・マドカ ： 特一級高速戦艦（スーパースプリント）
TA-27 ハクホーイン・アヤノ・エリザベス ： 特一級格闘戦艦（スーパーストラグル）
TA-29 ヤマモト・ヨーコ ： 特一級打撃戦艦（スーパーストライク）
20km級巨大戦艦ヘカトンケイル（『ロスト・ユニバース』）
(説明未稿)
宇宙戦艦ロック号（『YAT安心!宇宙旅行』シリーズ）
宇宙海賊キャプテン・ロック一味の乗艦である宇宙戦艦。大型スピーカーでのハードロック攻撃を得意としている。
原子力宇宙戦艦ファランクス（『太陽の簒奪者』）
4名のクルーで構成され武装も少ないが、作中にこれを圧倒する人類側の大型艦もないので戦艦と呼ばれている。
ゲーム
ビッグコア（『グラディウス』シリーズ）
魚型巨大戦艦 （『ダライアス』シリーズ）
巨大戦艦 （『R-TYPE』シリーズ）
クロガネ ハガネ ヒリュウ改 ヘルモーズ （『スーパーロボット大戦』シリーズ）
宇宙戦艦ヤマトシリーズ
ヤマト（『宇宙戦艦ヤマト』シリーズ全作品）
戦艦大和を地球脱出用宇宙船に改造したという設定。 同作には空母、巡洋艦、駆逐艦、潜宙艦等の複数の艦種が設定され、その中でヤマトは宇宙戦艦としての設定が比較的明確になされている。対艦攻撃能力を有した艦載機を多数搭載し運用していることから、空母的性格も有している。ただし現実に存在した戦艦大和も、水上機の搭載能力が大きく、現実の大和の性格を拡大する形で反映したとも解釈できる。
アンドロメダ（『さらば宇宙戦艦ヤマト 愛の戦士たち』・『宇宙戦艦ヤマト2』）
本作における、地球防衛艦隊の旗艦。
主力戦艦（『さらば宇宙戦艦ヤマト 愛の戦士たち』・『宇宙戦艦ヤマト2』）
地球防衛艦隊の主力艦。『宇宙戦艦ヤマト2』では、主力戦艦の艦体後半部を飛行甲板に改造した航空戦艦風の宇宙空母も登場。
無人艦隊大型艦（『ヤマトよ永遠に』）
戦艦（『宇宙戦艦ヤマト 完結編』）
地球防衛艦隊の最新鋭艦。
シュルツ艦（『宇宙戦艦ヤマト』）
ガミラス帝国冥王星基地司令シュルツが座乗する冥王星艦隊旗艦。
ドメラーズ3世（『宇宙戦艦ヤマト』）
ガミラス帝国銀河系方面作戦司令長官ドメルがバラン星赴任時に使用したドメル艦隊旗艦。
デスラー艦（『宇宙戦艦ヤマト』シリーズ）
ガミラス帝国、ガルマン・ガミラス帝国総統デスラーの御召艦で、艦隊総旗艦。
大戦艦（『さらば宇宙戦艦ヤマト 愛の戦士たち』・『宇宙戦艦ヤマト2』）
白色彗星帝国の主力艦。
ミサイル艦（『さらば宇宙戦艦ヤマト 愛の戦士たち』・『宇宙戦艦ヤマト2』）
白色彗星帝国保有のミサイル戦艦。
メダルーザ（『宇宙戦艦ヤマト2』）
白色彗星帝国提督バルゼーが座乗する地球攻略軍（バルゼー艦隊）旗艦。
超巨大戦艦（『さらば宇宙戦艦ヤマト 愛の戦士たち』・『宇宙戦艦ヤマト2』）
白色彗星帝国最後の切り札。全長12.2km（一説には8km）と、本シリーズの艦艇では一番大きい。
暗黒星団帝国巨大戦艦（『宇宙戦艦ヤマト 新たなる旅立ち』、『ヤマトよ永遠に』）
暗黒星団帝国の戦艦。プレアデスとガリアデスの2隻が存在する。艦首中央部に幅広の艦載機発進口があり、多数の艦載機を配備しており、空母の機能を優先した艦といえる。プレアデスは『新たなる旅立ち』にマゼラン方面第一艦隊旗艦として登場。ガリアデスは『ヤマトよ永遠に』で、暗黒星団帝国地球攻略軍（黒色艦隊）旗艦として登場する。
黒色戦艦グロデーズ（『ヤマトよ永遠に』）
暗黒星団帝国の本星であるデザリアム星に複数配備されていた。
大型戦闘艦 （『宇宙戦艦ヤマトIII』）
ガルマン・ガミラス帝国保有の大型戦艦。
中型戦闘艦（『宇宙戦艦ヤマトIII』）
ガルマン・ガミラス帝国が保有する中型戦艦。司令官ダゴンは第18機甲艦隊旗艦として使用した。
惑星破壊ミサイル艦（『宇宙戦艦ヤマトIII』）
ガルマン・ガミラス帝国が保有する惑星破壊プロトンミサイルのキャリアー。ミサイルがなくても艦自体に高い戦闘能力を誇る。
グスタフ艦（『宇宙戦艦ヤマトIII』）
ラジェンドラ号 （『宇宙戦艦ヤマトIII』）
ボラー連邦バース星艦隊旗艦。艦長はラム。
戦艦Aタイプ（『宇宙戦艦ヤマトIII』）
ボラー連邦の主力艦のひとつ。
戦艦Bタイプ（『宇宙戦艦ヤマトIII』）
ボラー連邦の主力艦のひとつ。
ゴルサコフ艦（『宇宙戦艦ヤマトIII』）
バルコム艦（『宇宙戦艦ヤマトIII』）
ハーキンス艦（『宇宙戦艦ヤマトIII』）
ベムラーゼ艦（『宇宙戦艦ヤマトIII』）
巨大戦艦ガルンボルスト（『宇宙戦艦ヤマト 完結編』）
ディンギル帝国将軍ルガール・ド・ザールが座乗する太陽系制圧艦隊旗艦。同型艦も多数登場。
中型戦艦カリグラ級（『宇宙戦艦ヤマト 完結編』）
ディンギル帝国の主力艦。
ガンダムシリーズ
ガンダム世界では、戦闘での主力がモビルスーツであるため、戦艦と呼ばれる艦級でもほとんどの艦艇がモビルスーツ母艦的な能力を付与されており、現実世界に存在した航空戦艦に相当する艦も多い。なお作中で相対的に小規模な大きさで設定された輸送艇レベルのものも記載する。
各艦の詳細は個別のページ参照。
マゼラン級戦艦
サラミス級巡洋艦
グワジン級大型戦艦
戦艦以外の性格が強く付与された艦
以下に挙げる艦は、作中での正規の艦種名は様々であるが、現実の水上艦艇との比較では、モビルスーツを艦載航空機、あるいはヘリコプターと見立てれば、航空戦艦ないし航空巡洋艦的な性格の宇宙艦である。艦種類別は同一艦級に対しても複数の設定があり、後に公式設定として纏める努力がなされたものの、混乱している。
ホワイトベース（ペガサス級強襲揚陸艦）
アーガマ級強襲巡洋艦
ネェル・アーガマ（強襲揚陸空母、上記のベース艦に大型メガ粒子砲等を搭載したもの）
ラー・カイラム級機動戦艦（ラー・カイラムはロンド・ベル隊の旗艦）
スペース・アーク（練習艦。クラップ級をベースに建造された）
フリーデンII（陸上戦艦であるベース艦とは別物の宇宙用MS母艦）
アークエンジェル級強襲機動特装艦
ミネルバ級MS惑星強襲揚陸艦（強襲揚陸型MS運用母艦）
その他
ピースミリオン級宇宙戦艦（宇宙要塞規模の大きさを持つ、モビルスーツを搭載した母艦）
エターナル（高速戦闘艦）
海外作品
USSエンタープライズ
作中での艦種名は、深宇宙探査艦、またはパトロール艦。ただし 『新スタートレック』日本語版オープニングのナレーションで、“宇宙戦艦エンタープライズ号”と呼ばれた事はある。また、日本語訳小説版に於いては「航宙艦」という造語が斉藤伯好翻訳のものを中心に使用されている。（『スタートレック』）もっとも、アメリカではコンスティテューション級であるNCC-1701はheavy cruiser（重巡洋艦）に分類されている。
プロメテウス号（『スターゲイト SG-1』）
ダイダロス級（『スターゲイト SG-1・スターゲイト アトランティス』）
スター・デストロイヤー（『スター・ウォーズ』シリーズ）
大天使（『降伏の儀式』）
ドーントレス（『レンズマン』シリーズ）
スピリット・オブ・ファイア（HALOシリーズ）
マルコ・ポーロ（『宇宙英雄ローダン』シリーズ）