太空人任重道遠，訓練一絲不苟。新太空人首先要接受一年基本訓練，包括在堂上學習有關科技和穿梭機系統的知識，上飛行安全課學習緊急逃生方法；機師則要深造飛行技術，駕駛改裝的高性能飛機，以熟習操縱穿梭機降落。
體驗無重狀態的訓練，主要是乘坐KC-135噴射機作多次拋物線急速升降，每次無重狀態只能維持三十秒。長時間無重訓練須在大型水槽內進行，內有實物大部件模型，可供練習太空漫步程序。
操作訓練主要分兩方面：太空站和穿梭機的實物模型，可用來排演在太空起居飲食和進出機艙等程序；接駁了電腦數據庫和模擬軟件的單一系統訓練器，則用來熟習導航、推進和生命支持等系統的操作程序。
太空人一獲派任務，會根據任務要求進行相應訓練，最重要是在「穿梭機任務模擬器」演練任務各階段操作。模擬器是個高度像真的機艙，機艙運動、聲音和窗外影像，以及跟地面控制員聯絡情況都極像真，還可模擬六千八百個故障情景，教官可隨時用來考驗太空人應變能力。
美國太空總署網站