目前技術條件下的太空旅行會給太空人帶來大量的健康問題。長期重力異常引起的損傷在細胞層面發生，會不斷降低太空人的身體素質。科學家們正在研究能保證太空人長期健康生活的宇宙飛船和空間站，例如裝備厚重外殼和水罐來抵擋宇宙射線，具備復雜的下一代生命支持系統，還有旋轉艙室來模擬重力。
在上述技術完成之前，太空旅行途中，太空人要面對失重或微重力。在過去五十年裏，我們已經看到這導致的 骨質流失、肌肉萎縮、心肺問題、嗅覺減退、味覺減退、視覺模糊、大腦異常、免疫系統紊亂 （白血球減少與炎癥因子釋放） 、代謝紊亂、平衡感破壞、感知障礙、智力下降 。「臉部腫脹」等輕微影響是無所謂的，而其他影響在細胞功能層面上是如此基礎，以至於在沒有人造重力的情況下人在空間站生存2年都是難以維持的。
在國際太空站上工作的太空人遭遇 嚴重的肌肉萎縮和骨質流失 ，他們嘗試在空間站上進行體育鍛煉和力量訓練來緩解，但這會引起 身體溫度危險地升高 。研究顯示，在登上空間站後，太空人身體的核心溫度於75天內升高到38攝氏度，進行體育鍛煉期間核心溫度更會升高至40攝氏度。這樣的異常溫度會擡高基礎代謝率，隨機引起頭痛、肌肉痙攣、眩暈甚至昏厥、心率加快、呼吸急促、消化系統不適和感官障礙。血液迴圈問題與高血壓可引起心臟病發作，大腦過熱會傷害神經細胞。
此外，美蘇都有都市傳說稱「人們已經在航天飛行中實驗證明，健康且強壯的男女太空人要在微重力下完成性行為遠比在地球上困難且無法受孕」。NASA對此傳言先辟謠再沈默。
樂觀一些的科研人員認為，在月球上跳躍和單足蹦跳可能提供類似於在地球上行走和跑步的力量鍛煉，幫助太空人維持他們的骨骼和肌肉狀況。其它方面就很難辦了。
太空旅行的目的如果是「在地球或月球附近進行短時間的科學研究或觀光旅行」，太空人或遊客脫離地球的時間不會太長，損傷還是可以控制和逆轉的；如果目的是「移民外星球」，這件事大大超過人類現在的水平，頗為有害，可能 致命 。以下只談談許多人樂觀估計的火星，你就可以感受到那是什麽樣的困難了。
火星地表的重力大約是地球的37.5%，長期生活在這樣的低重力環境會造成不可抵禦的傷害，還可能破壞人的生殖能力。火星地表強烈的放射線對人是致命的。生活在火星地下或建設具有放射線遮蔽作用的厚重基地可以減緩放射線的損害，但隨著在火星上生活的時間延長，癌癥發病率將出現幾何級數上升。
人類是否可以在火星上完成繁衍目前是一個開放性問題。火星的強放射線對人類胚胎沒有任何好處。雖然精子可以運動，但由於低重力，發育中的胚胎在子宮裏的位置將偏高，可能對孕婦的橫膈膜產生壓迫、引發呼吸困難。低重力環境也可導致妊娠階段異常，出現大量早產。
在可預見的未來，所謂火星基地裏的人們不得不一直生活在采用人工光源的地下設施或厚重掩體裏，整月不見天日，最大限度控制外出時間。長期生活在封閉環境將導致其它健康問題：精神沮喪，視力減退，高血壓，缺乏外界刺激引起的反應遲鈍和註意力渙散。
此外，火星基地和空間站一樣缺乏微生物多樣性，對維持人體微生物菌落平衡也有害。
