Les besoins de survie des astronautes dans l'espace dépendent de la durée en question, mais pour les missions standard et courtes, ils nécessitent une protection contre les températures glaciales et une protection contre l'éblouissement solaire et le vide. Ces les besoins sont particulièrement pressants lors des sorties dans l'espace, lorsque les astronautes sont à l'extérieur de leurs navires. Comme expliqué par la NASA, les combinaisons spatiales sont des vêtements de protection sophistiqués avec des réservoirs d'oxygène, des épurateurs de dioxyde de carbone, des réchauffeurs actifs du bout des doigts et d'autres mesures de protection.
Il existe de nombreux dangers dans l'espace, contre lesquels on ne peut pas tous se protéger. Tout ce qui se trouve dans l'espace présente un risque faible mais réel d'être heurté par une minuscule météorite voyageant à des milliers de kilomètres à l'heure, qui pénétrerait dans tous les matériaux actuellement utilisés. C'est d'autant plus risqué qu'un navire s'éloigne de la terre. Un autre risque qui augmente avec la distance est le rayonnement. L'atmosphère terrestre et le champ magnétique protègent contre les rayons cosmiques et de nombreuses formes de rayonnement stellaire. Les technologies actuelles ne font pas grand-chose pour protéger les astronautes de ce risque, qui s'accumule au fur et à mesure que les astronautes restent dans l'espace.
Un autre risque à long terme des voyages dans l'espace est la dégradation des os et des muscles due à l'apesanteur. Les astronautes de la Station spatiale internationale font des exercices pour compenser, mais ceux-ci ne sont que partiellement efficaces. Les technologies futures pourraient inclure une gravité simulée basée sur l'inertie pour atténuer ce risque.
