Spionasje er informasjonsinnsamling fra åpne og lukkede kilder uten tillatelse, og utføres som regel i hemmelighet. Spionasje kan være ulovlig og straffbart, og dermed ikke det samme som etterretning. Den norske sikkerhetsloven definerer i § 3 spionasje som «innsamling av informasjon ved hjelp av fordekte midler i etterretningsmessig hensikt.»

I Norge er det også straffeloven § 121 (etterretningsvirksomhet mot statshemmeligheter) som gjelder generelt, men en rekke andre paragrafer og bestemmelser regulerer slike forhold. Den strengeste er § 90: «Den som rettsstridig bevirker eller medvirker til at noe åpenbares som bør holdes hemmelig av hensyn til rikets […]».

Spionasje utføres på mange forskjellige måter og av mange entiteter. Spionasje utføres av både stater, selskaper, organisasjoner av ulike slag og av enkeltpersoner.

Menneskelig spionasje utføres av personer (HUMINT) som enten utfører spionasjen selv eller ved bruk andre til å gjøre spionasjen.

• Infiltrasjon foregår ved at en eller flere personer jobber seg inn i motstanderens organisasjon for å hente ut informasjon som ellers ikke er lett tilgjengelig. Dette er en tidkrevende operasjon som ikke vil gi noe resultat på kort sikt. Dette er nok i mindre militær bruk idag enn under den kalde krigen, men er fortsatt aktuelt innen spionasje på bedrifter og organisasjoner. Den mest kjente infiltratøren under den kalde krigen var Günter Guillaume.
• Rekruttering er en annen form for menneskelig spionasje. Spionorganisasjonen rekrutterer en eller flere personer som arbeider innen et felt man ønsker informasjon om. I Norge er det tre kjente spioner som faller inn i denne kategorien; Asbjørn Sunde, Gunvor Galtung Haavik og Arne Treholt. De fire hovedmotivene for at personer lar seg verve som spioner er løfte om penger (bestikkelser), ideologisk overbevisning, trusler om kompromittering (utpressing) og/eller dyrking av spionens ego.^[1]
• Innbrudd kan også benyttes for å stjele eller kopiere informasjonen. Dette er mest aktuelt når det er snakk om informasjon i konkret form, i form av skrevne dokumenter, fotografier, datafiler ol.
• Tyvlytting eller Avlytting av muntlig informasjon. Dette kan gjøres ved at man gjemmer seg på steder der slik informasjon diskuteres, eller rett og slett overhøring av personers uforsiktighet med informasjon på offentlig sted, som for eksempel på utesteder, under fester eller lignende.
• Åpne kilder kan også resultere i at noen finner informasjon i åpne forum som man ikke i utgangspunktet ønsket at en motstander skulle ha tilgang til. Et eksempel på dette var da Sovjetunionens etterretningsvesen fant all informasjon om romfergen i USAs Library of Congress. Fra Norge har man dommen mot forskerne Owen Wilkes og Nils Petter Gleditsch som sammenfattet informasjon fra åpne kilder i boken Onkel Sams kaniner.^[2] I 2018 publiserte NSM et kart som viser områder hvor det er forbudt å bruke droner, og høstet massiv kritikk^[3] fra flere eksperter,^[4] som mener at publiseringen av disse posisjonene har satt Norges forsvarsevne og sikkerhet i fare, nøyaktig det kartbasen var ment å beskytte.^[5]

Teknisk spionasje er på mange måter kostbart å utføre da det kreves spesialutstyr for å samle inn informasjonen. Slikt utstyr er vanligvis dyrt å anskaffe, tidskrevende å installere og krever spesialkompetanse for å benyttes. Likevel har slik spionasje sine fordeler – moderne teknisk spionutstyr kan etter installasjon utføre spionasjen kontinuerlig uten hvile og mye mer diskret enn en fysisk spion.

• Elektronisk avlytting utføres ved å installere mikrofoner eller tilsvarende for å ta opp samtaler i telefon, rom eller utendørs. Man kan også tappe kommunikasjonslinjer ved å koble noe inn på linjen eller samle informasjon fra strålingen til utstyr.
• Fotografisk spionasje utføres som oftest med fly, satellitter eller vanlige kameraer med kraftige objektiver.
• Cracking via internett eller Cyberspionasje er også en måte å hente ut informasjon fra andres datasystemer.

Militær spionasje utøves av organisasjoner prøver å få tak informasjon som vil være til nytte for deres eget lands militære styrker og samarbeidende lands styrker.

Sivil spionasje kan utføres av offentlige organisasjoner, men også selskaper kan foreta spionasje mot sine konkurrenter. Industriell og politisk spionasje faller inn i denne kategorien.

Også privat spionasje forekommer; å avdekke privat informasjon om en person som denne finner pinlig eller som kan få konsekvenser for dennes karriere eller privatliv. Motivasjonen bak denne type spionasje er vanligvis utpressing eller en personlig vendetta mot vedkommende.

• Etterbehandlingen av den innsamlede informasjonen kan være den viktigste delen av spionasjen. Informasjonen kan komme i små biter som så må settes sammen til et helhetsbilde.

•  (en) Espionage – kategori av bilder, video eller lyd på Commons
• «Spion søkes. Bill.mrk: Diskresjon og gode sosiale ferdigheter», Aftenposten 13. februar 2012