「蟲洞」的概念最早於1916年由奧地利物理學家路德維希·弗萊姆提出，1930年愛因斯坦和羅森在研究引力場方程時第一次從理論上假設了蟲洞的存在，因此蟲洞也被稱為「愛因斯坦-羅森橋」，但愛因斯坦本人並不相信宇宙中存在天然蟲洞，因此在想當長的時間內蟲洞都被當成一個數學伎倆。
蟲洞是引力場方程的一個特殊解，它是連接遙遠宇宙時空的一個隧道，能夠讓人瞬時穿越遙遠的空間，或者是時間，也可以穿過宇宙。它整個呈一個柄狀，入口和出口成一個球狀。
蟲洞不違反廣義相對論，但蟲洞是否真的存在，仍然有待證實。
蟲洞可以連接相距非常遠，例如數十億光年的兩點，也可以連接諸如幾米遠的距離，甚至是不同的宇宙，或者不同的時間。可以生動比喻成一個巨型蘋果上有一隻微小的蟲子在爬行，如果他要從蘋果的一側爬到另一側需要繞一個半圓周，但是如果蟲子從蘋果中間啃出一個洞，這可以節省很大的路程——蟲洞一詞就因這樣的攝像場景得名
科學家把蟲洞分成了兩類:洛倫茲蟲洞和歐幾里得蟲洞。
洛倫茲蟲洞即是科幻迷門日常生活中討論的蟲洞，即「時空隧道」，它可以長期並穩定存在空間中，兩端能夠連接不同的宇宙，也能夠兩端都存在於同一個宇宙中。這種蟲洞的維持需要一種理論上存在的「負能量」物質，也叫奇異物質，不是反物質，不是暗物質，不是暗能量！
歐幾里得蟲洞也叫磁蟲洞，是一種瞬時存在的蟲洞，它類似於雷神2裡面的蟲洞。它行蹤不定，且通常只存在一瞬間，通過這種蟲洞的物質不需要任何時間便能夠來到蟲洞的另一端。根據目前理論，這種蟲洞無法長時間維持。
人工創造一個蟲洞這意味著要人工改變時空的結構，這在目前的一些理論來看並不好做，首先，廣義相對論明確禁止了改變時空的拓撲結構，再者，量子引力論里也似乎不允許時空拓撲結構發生變化。如果未來有新的理論支撐人工蟲洞的製作，那是未來的事，就目前來看，製造蟲洞不太現實。
既然製作蟲洞不行，那能不能利用自然存在的蟲洞來做星際旅行呢？雖然目前為止人類並沒有觀測到蟲洞存在的痕跡，但假設蟲洞存在，如何利用？
首先，蟲洞是一個空間張力特別大的區域，任何進去蟲洞的物質都需要承受非常大的張力，一般來說，物質無法穿越蟲洞，由於張力太大，任何進入蟲洞的物質都會被巨大的張力撕扯成基本粒子。如何讓蟲洞的張力小到人類能夠承受的範圍這是個問題，目前的計算表明，負能量物質能夠維持蟲洞的穩定，能夠擴大蟲洞的半徑，還能夠減小空間張力，當然，這是由於蟲洞的這三個參數是連在一起的。
那怎樣的蟲洞才能夠讓在飛船中的人類穩定穿過呢？根據計算，這個蟲洞的半徑至少要一光年，所需的負能量物質幾乎是整個太陽質量的一萬億倍。所以，就目前研究表明，要利用已有的蟲洞這種理論上存在的方法，就可操作性來說還處於「幾乎不可能」到「完全不可能」之間