宇宙微波背景（英语：CMB, cosmic microwave background，又称3K背景辐射）是宇宙学中“大爆炸”遗留下来的热辐射。在早期的文献中，“宇宙微波背景”称为“宇宙微波背景辐射”（CMBR）或“遗留辐射”，是一种充满整个宇宙的电磁辐射。
宇宙背景辐射是一个来自宇宙大爆炸的电磁辐射，它来自于我们所观察到的光谱区域，宇宙微波背景是其成分之一。宇宙微波背景是红移的光子，从宇宙刚刚开始变得稀薄、辐射能量的时候就在宇宙中自由地散播了。宇宙微波背景的发现和对其性质的详细研究被认为是大爆炸的主要例证。宇宙背景辐射的发现表明（1965年偶然发现的），早期宇宙是一个极高温度和压力的辐射场。
宇宙背景辐射是来自宇宙空间背景上的各向同性的微波辐射，也称为微波背景辐射。二十世纪六十年代初，美国科学家彭齐亚斯和R.W.威尔逊为了改进卫星通讯，建立了高灵敏度的号角式接收天线系统。1964年，他们用它测量银晕气体射电强度。为了降低噪音，他们甚至清除了天线上的鸟粪，但依然有消除不掉的背景噪声。他们认为，这些来自宇宙的波长为7.35厘米的微波噪声相当于3.5K。1965年，他们又订正为3K，并将这一发现公诸于世，为此获1978年诺贝尔物理学奖。
苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应（Sunyaev-Zel'dovich effect）是指宇宙背景辐射与“电子云”相互作用，扭曲辐射的光谱的现象。
在红外波段、X射线波段同样也存在宇宙背景辐射，它们形成的原因各不相同，有时候可以分解成独立的辐射源。点击可以查看宇宙红外线背景辐射、宇宙X射线背景辐射、宇宙中微子背景及河外背景光等信息。