虫洞（英语：wormhole），又称爱因斯坦-罗森桥（英语：Einstein—Rosen bridge），是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1916年奥地利物理学家路德维希·弗莱姆（Ludwig Flamm）首次提出的概念，1930年代由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设黑洞与白洞透过虫洞连接，认为透过虫洞可以做瞬时间的空间转移或者做时间旅行。迄今为止，科学家们还没有观察到虫洞存在的证据，一般认为这是由于很难和黑洞相区别。

为了与其他种类的虫洞进行区分，例如量子态的量子虫洞及弦论上的虫洞，一般通俗所称之“虫洞”应被称为“时空洞”，量子态的量子虫洞一般被称为“微型虫洞”，两者有很大的区分。

黑洞有一个特性，就是会在另一边得到所谓的“镜射宇宙”。但是爱因斯坦并不重视这个解，因为我们根本不可能通行。于是连接两个宇宙的“爱因斯坦—罗森桥”被认为只是个数学伎俩。

但是，在1963年时，新西兰的数学家罗伊·克尔的研究发现，假设任何崩溃的恒星都会旋转，则形成黑洞时，将会成为动态黑洞；史瓦西的静态黑洞并不是最佳的物理解法。然而，实际上恒星会变成扁平的结构，不会形成奇点。也就是说：重力场并非无限大。这使得我们得到了一个惊人的结论：如果我们将物体或太空船沿着旋转黑洞的旋转轴心发射进入，原则上，它可能可以熬过中心的重力场，并进入镜射宇宙。如此一来，爱因斯坦—罗森桥就如同连接时空两个区域的通道，也就是“虫洞”。

理论上，虫洞是连结白洞和黑洞的多维空间隧道是无处不在、但转瞬即逝的。不过有人假想一种奇异物质可以使虫洞保持张开。也有人假设如果存在一种叫做幻影物质（Phantom matter）的奇异物质的话，因为其同时具有负能量和负质量，因此能创造排斥效应以防止虫洞关闭。这种奇异物质会使光发生偏转，成为发现虫洞的讯号。但是这些理论存在过多未经测试的假设，很难令人信服。

根据ER=EPR猜测，将两个黑洞纠缠在一起，然后再将它们分离，就可制成一个虫洞连结在它们之间（基本而言，一条捷径）。类似地从弦理论来检视，纠缠两个夸克也会有同样的作用。

这些理论结果为一些新理论提供支持。这些新理论表明，引力与它的物理性质不是基础的，而是来自于量子纠缠。虽然量子力学正确地描述在微观层次的相互作用，它尚未能够解释引力。量子引力理论应该能够演示出古典引力不是基础的，就如同阿尔伯特·爱因斯坦所提议，而是从更基础的量子现象产生。

施温格效应（Schwinger effect）从真空生成的纠缠粒子对，处于电场的作用下，可以被捕获，不让它们湮灭回真空。这些被捕获的粒子相互纠缠，可以映射到四维空间（一种时空的表现）。与之不同，物理学者认为，引力存在于第五维，按照爱因斯坦的定律，将时空弯曲与变形。

根据全息原理（holographic principle），所有在第五维的事件可以变换为在其它四维的事件，因此，在纠缠粒子被生成的同时，虫洞也被生成。更基础地，这论述建议，引力与它弯曲时空的能力来自于量子纠缠。