1、保证航天飞机的正常运行
航天员在太空的首要任务是要保证航天飞机的正常运行，这样才能执行其它的任务。
2、释放卫星和回收卫星
航天员在太空可以释放卫星或利用航天器上的机械臂将有故障的卫星“抓”回来，进行维修。
3、进行科学试验
航天员在太空，可以利用空间的特殊环境，进行很多科学实验，具体地说，包括以下三部分内容：
（1）空间生命科学试验－观察航天员在失重环境下机体出现的生理、生化变化，探讨其机理和验证防护措施的有效性；研究动物和植物在太空环境中的生长、发育和变异等。
（2）空间科学的研究－航天员在航天器上可以操作各种观察和测量设备，对地球环境、太阳、月球面、地球磁场、电离层、大气层等进行深层次的观察与研究，通过载人航天器上的天文望远镜，进一步揭示天体的真实面貌。
（3）对地球进行观察－航天员利用远离地球的有利条件，可对地球表面进行全面的观察、摄影和光谱测定。通过这些工作，收集有关地球自然资源、地质地貌、大气层状态、耕地季节变化、世界海洋变化、水生生物状态、沙漠植被作物覆盖、森林的覆盖与储量等信息。
4、太空生产
可以利用太空独特的失重环境，研究、加工和生产在地球上不能生产的、性能优良的新材料和新产品。
5、组装太空站
国际空间站是有史以来规模最庞大、设施最先进的“人造天宫”，宇航员必须将组装的部件送上太空，并进行舱外活动，将它们组装起来。
