1月：美国天文学会西雅图会议宣布开普勒太空望远镜的最新发现，Kepler 10b。这是目前发现的最小行星。人类寻找类似地球的行星的实践因为开普勒太空望远镜的应用而发生重要转变。

　　2月：美国总统奥巴马在2012年预算中向国会申请增加用于商业化火箭及太空舱的费用。计划中的自由火箭和猎鹰9号重型等私人发射系统将发挥重要作用。

　　3月：3月11日14点46分日本发生9级强烈地震，地震引发海啸并导致福岛第一核电站冷却系统发生故障，日本陷入核危机。国际原子能机构随后将事故定为“七级”，与1986年切尔诺贝利事故相提并论。

　　4月：Richard Branson爵士将原产于非洲马达加斯加岛的狐猴运到他在加勒比海的岛屿上进行保护。此举引起争议。

　　5月：BP Deepwater Horizon漏油后一年，事故对墨西哥湾生态环境的影响仍具不确定性。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的负责人表示海湾地区的生态状况“比人们担心的要好得多”。但佐治亚大学专家称事故的全面影响可能需要10年才会显现。

　　6月：通过一项名为南极洲的“肚子”的调查，科学家对埋藏在深冰下的基岩形状进行了研究，揭示出南极大陆冰层下隐藏了数百万年的地理细节。

　　7月：7月8日，美国宇航局在卡纳维拉尔角发射亚特兰蒂斯号航天飞机，前往国际空间站执行最后一次任务。美国宇航局前负责人表示美国人类航天计划的前景并不明朗。

　　8月：科学家们发现了地球上最古老和保存最完好的生命证据。澳大利亚Strelley Pool的微小微生物通过硫获得能量和生长，而不需要氧气。这为人类研究早期地球环境提供了绝佳的条件。

　　9月： 科学家称观察到中微子的亚原子粒子可以超过光速。这一发现如果得到证实，将颠覆一个多世纪以来的物理学基础，甚至使时间旅行成为可能。

　　10月：美国科学家Saul Perlmutter, Adam Riess和澳大利亚科学家Brian Schmidt共同获得2011年诺贝尔物理学奖，他们对超新星的观测证明，宇宙在加速膨胀、变冷，这一发现“震动了宇宙学的基础”。以色列科学家Daniel Shechtman因发现准晶体而获得诺贝尔化学奖。

　　11月：美国宇航局发射新的机器人火星探测器。同时，英国东安格利亚大学气候研究小组有关全球变暖的邮件公布。