يحتاج رواد الفضاء إلى استيفاء معايير معينة لاجتياز الاختيارات مثل الذكاء والقدرة على التكيف والحالة البدنية والتحمل الطبي والتعليم، ثم الخضوع لعدة أشهر من الدراسة والتدريب البدني قبل إرسالهم إلى الفضاء.
في العام 1961، أصبح رائد الفضاء السوفيتي وطيار الاختبار والفني الصناعي، يوري أليكسييفيتش جاجارين (Yuri Alekseyevich Gagarin)، أول إنسان يسافر إلى الفضاء، ويدور حول كوكب الأرض على متن المركبة الفضائية "فوستوك 1" (Vostok 1)، حيث أمضى ساعة و48 دقيقة في الفضاء، ودار حول الأرض بارتفاع بلغ أقصى حد له 327 كيلومتراً، مستخدمًا نظام التحكم الآلي التام.
يجري استكشاف الفضاء من خلال دراسته باستخدام تلسكوبات قوية على الأرض أو عن طريق إطلاق مركبات فضائية مأهولة أو مسابير غير مأهولة، يمكنها الاقتراب والتقاط صور أوضح أو حتى الحصول على عينات من الصخور والغبار والمواد الأخرى الموجودة على الأقمار والكويكبات والمذنبات وغيرها من الأجسام الفضائية.