Les méthodes utilisées par les astronautes pour respirer dans l'espace dépendent de la mission, mais ils utilisent généralement soit l'électrolyse de l'eau, soit de l'oxygène sous pression provenant de réservoirs qui est pompé dans l'atmosphère. Les combinaisons spatiales et l'intérieur de l'espace les engins sont sous pression, ce qui permet aux poumons des astronautes de fonctionner normalement.
Au cours des premières missions comme le programme Apollo, les astronautes s'appuyaient principalement sur des cartouches d'oxygène sous pression. Cependant, la relative permanence de la Station spatiale internationale nécessitait une solution différente. Les astronautes de l'ISS utilisent l'électricité des panneaux solaires de la station pour séparer les molécules d'oxygène et d'hydrogène de l'eau, créant ainsi de l'oxygène qui est ensuite pompé dans la station. L'excès d'hydrogène est évacué dans l'espace.
Les astronautes de l'ISS disposent d'options de secours en cas de problème avec l'équipement d'électrolyse. Ils gardent à disposition des réservoirs d'oxygène. Ces réservoirs sont également la source d'oxygène pour les combinaisons spatiales, qui sont utilisées lors des sorties dans l'espace ainsi que lors des décollages et des atterrissages des navettes. Enfin, les astronautes disposent d'une réserve de bougies au perchlorate. Ce sont en fait des bidons métalliques remplis de perchlorate de lithium. Lorsque l'astronaute tire sur une épingle, cela déclenche une réaction chimique qui produit de l'oxygène.
L'air est maintenu propre et respirable en surveillant les machines et les filtres, qui nettoient l'excès de dioxyde de carbone et d'autres gaz résiduaires de l'air avant qu'ils ne puissent atteindre des niveaux toxiques. Ces gaz résiduaires sont également évacués dans l'espace.
