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En cosmologie, le concept d'isotropie s'applique à l'univers observable pour désigner que sa structure à grande échelle reste la même quelle que soit la direction d'observation. Ceci se réfère à deux concepts distincts :
- d'une part cela indique que l'expansion de l'Univers est isotrope, c'est-à-dire que la vitesse de récession apparente des galaxies situées à une distance donnée est la même quelle que soit la direction d'observation (expansion isotrope); à l'inverse on pourrait imaginer une expansion anisotrope telle une toile élastique que l'on étirerait dans une direction mais pas dans l'autre, mais un tel phénomène n'est pas observé avec l'expansion de l'univers,
- d'autre part, cela indique, d'une manière plus générale qu'il n'existe pas non plus de direction privilégiée révélée par des observations cosmologiques, qui incluent les catalogues de galaxies, le fond diffus cosmologique. Dans ce deuxième cas, on parle en général d'isotropie statistique, au sens où les écarts observés à l'homogénéité ont une structure indépendante de la direction d'observation.