空間充填モデル（くうかんじゅうてんモデル、）は、物質の化学構造を視覚的に取り扱う際に用いられる空間的分子モデルのひとつである。空間充填モデルは球棒モデルとともに、化合物や生体物質の立体化学を表現するのに役立つ。空間充填モデルは球棒モデルを発展させたもので、原子の相対的な位置と大きさが球体断片の配置で表される。また、原子の大きさ、分子構造、結合長は実際の値に対応している。