载人航天中，为了充分保证宇航员的生命安全和在极端恶劣环境条件下进行工作，除了有装备齐全的生活座舱外，还必须为宇航员提供一个方便灵活和独立密闭的生活小环境。为此，航天专家们就为宇航员设计了一种特殊服装，即通常说的“航天服”。
航天服通常分为两种：一种是宇航员在航天器座舱里应急穿用的服装，称为“舱内活动航天服”；另一种是供宇航员到座舱外面工作用的“舱外活动航天服”。舱内活动航天服，实际上是个备用的保险系统。因为航天器生活座舱本身具有完善的生命保障系统，宇航员一般只是在航天器发射和再入大气层过程中穿着这种航天服。在这期间，由于加速度、冲击、振动和噪声的作用，有可能引起航天器结构的破坏，或仪器设备发生故障，危及人的安全。例如，前苏联“联盟11号”载人飞船在1971年完成任务返回时，由于一个阀门脱开，造成爆炸减压，即座舱里的空气一下子全泄漏到高真空的空间里，3名宇航员由于没穿航天服，全部遇难。
航天服的结构十分复杂。舱内活动航天服虽然稍微简单些，但至少有五层构成：最里边的即贴近衬衣的为液冷服，在尼龙布上粘着聚氯乙烯细管，管内有冷却水回流，以排除人体代谢产生的热量；第二层为气密层，由涂氯丁胶的尼龙织物构成，并通过管路与座舱氧源相接，有供氧、通风、加压的作用；第三层是限制层，是由尼龙丝或特氟纶丝编织成的网状结构，防止第二层加压后向外隆起膨胀；第四层是隔热层，是由多层的镀铝的聚脂无纺布构成，起防热辐射作用；第五层为外套，由抗磨损耐高温的尼龙等织物构成。
舱外活动航天服，除了应具备舱内活动航天服的基本结构和功能外，至少还要增添一个保护层，以防止微流尘的侵袭。该层多是采用涂有特氟纶的玻璃纤维织物。此外，为了方便航天员的出舱活动，现在已经摆脱了过去那种与航天器连接的“脐带”(包括供氧、冷却等管路，并起着固定宇航员的作用)，而在航天服上装备了一种背包式生命保证系统，可独自提供压力为183～210毫米汞柱的纯氧，有滤出二氧化碳等有害气体的净化装置及循环冷却等设备。还有通讯、姿控、推进等附属设施，从而成为一个完全独立的系统。