航天服（英语：Space suit）也称宇航服、宇宙服、太空衣、太空服，是为了人类在外层空间（包括月球和其他天体）的真空、极端温度等恶劣环境条件下能够提供保护并维持生存生命活动而穿着的服装，也是人类在外层空间的环境控制与生命保障系统之一。

航天服起源自为飞行员准备的压力防护服，用来在高空低压、低氧环境下保护飞行员的生命安全。1961年4月12日，第一位进入太空的人类——苏联宇航员尤里·加加林所穿着的SK-1航天服是世界上第一套舱内航天服；1965年3月18日，苏联航天员阿列克谢·列昂诺夫进行了人类历史上的首次太空行走，其穿着的贝尔库特航天服也是世界上第一套舱外航天服。截至2023年，世界上仅有俄罗斯、美国和中国具备生产实用化航天服的能力。

航天服按功能可分为舱内用航天服和舱外用航天服。舱内航天服也称应急航天服，当载人航天器座舱发生泄漏，压力突然降低时及时穿上它，接通舱内与之配套的供氧、供气系统，服装内就会立即充压供气，并能提供一定的温度保障和通信功能，一般在航天器上升、变轨、降落等易发生事故的阶段穿上舱内航天服，而在正常飞行中则不需要穿着。舱外航天服则更复杂，它是人类出舱进入宇宙空间进行活动的保障和支持系统，不仅需要具备独立的生命保障和工作能力，而且还需具有良好活动性能的关节系统以及在主要系统故障情况下的应急供氧系统。

19世纪，人们开始广泛的运用热气球探索天空，乘坐热气球不断刷新了人类所能到达的天空高度记录，但随着探索天空的高度越来越高，到7000米以上的高度时，人们发现在这种高空环境下，除了低温外，低压和缺氧带来的栓塞和窒息对人体的危害已经足以致命。法国医学家保罗·伯特（Paul Bert）曾经经常为热气球飞行员提供医疗保障工作，根据他们在高空中的身体反应，通过试验论证保罗·伯特于1878年发表了一部总结性著作《气压生理学》(La Pression barometrique)，系统的阐述了气压和氧含量对人体的影响，并提出了可以通过加压和补氧解决这一问题，保罗·伯特也因此被称为“航空医学之父”。此后，人们开始为高空飞行员研究克服低压低氧环境的生命保障手段，高空飞行密闭服（简称压力服）随之诞生。

在20世纪30年代，人类已经能够乘坐气球进入平流层，但是那里的空气非常稀薄，逐渐接近真空，气压只有地面上的1%。在这样的环境下，血液会立即蒸发成气体。为了解决这个问题，苏联科学家叶夫根尼·切尔托夫斯基设计了一个金属球形的人载舱，可以在舱内维持气压并提供氧气。然而，苏联发现仅仅依靠这个金属球来保护飞行员的生命安全是不可靠的，而且如果想要探索更高的高度，面对更恶劣的高空环境，还需要进一步加强保护措施。因此，切尔托夫斯基想到让飞行员穿上压力服，为他们提供额外的保护层。从1931年开始，经过多次尝试，切尔托夫斯基成功研制出了世界上第一种“准”航天服——CH-1。

但这种早期的航天服更多考虑维持压力和氧气，在向航天服内加压后，航天服被绷紧，导致飞行员难以活动，连简单的动作都无法完成，切尔托夫斯基迅速进行了改进，在四肢关节处安装了可以活动的金属链，随后又考虑到长时间穿着的舒适性问题，在航天服内增加了软衬和吸水保暖的内衣。1936年，CH-3航天服诞生，CH-3已经几乎具备了现代航天服中的所有重要元素。到1951年，切尔托夫斯基已经领导研制了数种更加成熟的、应用于高空高速飞行器的“准”航天服。

上世纪50年代苏联在启动了人造卫星计划后不久，又迅速展开了载人航天计划，打造真正意义上的航天服的工作落到了苏联航空工业部第918工厂（现俄罗斯技术工业集团红星科研生产联合体，NPP Zvezda）上，但苏联计划时间非常紧迫，1960年夏天向918工厂下达研发命令后，要求当年冬天就需准备就绪。918工厂在苏-9截击机的高空飞行压力服基础上迅速进行改进，并根据苏联已经挑选出的3名宇航员进行量身定制，采用拉链前开式、鲜亮的橙色、复合涤纶（PET）橡胶材质以及固定在宇航服上不可拆卸的头盔、具有管道式独立通风功能和无需脱衣的“排污”能力设计，按时提交了原型。1961年3月9日至25日，苏联使用人体模型和在模型内笼子中老鼠和豚鼠类进行试验，两次进入太空并成功返回。宇航服被正式定名为SK-1型，1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林身着SK-1航天服乘坐“东方1号”航天器升空成功进入地球轨道，成为第一个进入外层空间的人类，也使得SK-1宇航服成为第一个进入外层空间的实用宇航服。

美国的第一种航天服同样起源自为高空高速飞行器使用的高空飞行压力服，虽然美国在载人航天进度上落后于苏联，但美国的第一种航天服——“水星航天服”则显得要比苏联航天服“精致”一些——”采用复合聚酰胺（PA）橡胶材质，表面还增加一层镀铝尼龙呈现闪亮的银色，能更好的抵抗太空辐射。

苏美相继完成航天器内载人航天后，又迅速着手开始准备进行宇航员的“舱外活动”（EVA），让宇航员离开航天器置身在太空环境中，也就是“太空漫步”。这样一来，离开了航天器，航天服成为了宇航员在太空中唯一的保护手段，重要性陡增。但苏联仍然领先美国一步，1965年3月18日宇航员帕维尔·别利亚耶夫和阿列克谢·列昂诺夫搭乘“上升2号”载人航天器进入太空，随后列昂诺夫身着918工厂研制的新型航天服“金鹰”（Berkut）出舱，进行了12分9秒的太空漫步，离开飞船距离达5米，成为人类史上太空漫步第一人。

“金鹰”脱胎于SK-1航天服，但材质更加厚重结实，三层真空屏蔽尼龙外层可以保护航天服内部结构免受太阳辐射和机械损伤，第一次使用了冗余气密层，加强了真空环境热防护能力，并有两种不同的压力模式可适应不同的操作环境，除了身后背包的氧气维持系统以外，还有一条7米长的“脐带”进行通信和应急供氧。 “金鹰”航天服虽然成功保障了列昂诺夫顺利出舱，但也制造了较大的困难。在高压环境下，航天服过分膨胀、坚硬异常，任何运动都非常困难，更无法按计划拍照。列昂诺夫返回航天器的行动跌跌撞撞，试图进入气密舱时甚至被卡住，无法关闭身后的舱门。最终只能冒上患减压病的危险，在航天服上开了一个小口泄压才得以返仓。

苏联完成了“上升”号载人航天器项目后，又马不停蹄启动了“联盟”号载人航天器项目，为苏联的登月计划做准备，相较于“上升”号，“联盟”号更大，在仪器舱和轨道舱的基础上增加了生活舱，能够保障航天员在轨生活更长的时间，完成更多的测试任务。同时苏联也希望能够进行更多舱外测试，为登月计划积累数据。这就要求“联盟”号项目的航天服需要比“金鹰”航天服更加灵活、利于穿戴且决不能再发生让航天员卡在舱门外的危险情况。新航天服被命名为“苍鹰”（Yastreb），相较于“金鹰”，“苍鹰”航天服全一是新设计了四肢关节的结构，采用带滑轮绳索的助力设计使得活动更加方便；二是为了更方便的执行多次穿戴出舱活动，“苍鹰”航天服能够在航天器内进行穿脱，使得航天员不必在航天器内也全程穿着航天服；三是“苍鹰”航天服的独立续航时间更长，采用了自循环生命保障系统，舱外续航时间从“金鹰”的25分钟提高到了2.5小时。

美国在两轮太空竞赛中均落后于苏联，决心要“弯道超车”迅速开展登月工程超过苏联，而以登月为目标的航天服要求就更高了。月球环境相较于此前的地球轨道环境，月球的重力是地球的六分之一，之前的航天服基本没有下肢活动的要求，上肢可活动作业即可，而登月航天员作业复杂，要求航天员可以自主行动，而且月面到处覆盖着几十亿年来太空撞击造成的尘土，由于重力小，加上静电，扬尘弥漫不去，对航天服的保护性也形成了新挑战。1969年7月，美国成功发射阿波罗11号宇宙飞船并在在月面着陆，美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗身着“阿波罗A7L”航天服率先踏上月球土地，成为第一个登上月球并在月球上行走的人类。

“阿波罗A7L”航天服与过去的航天服相比防护性能大大提高，由特氟龙布、氯丁人造橡胶和金属化聚膜等20余层复合材料制成，以抵御月球表面极热极寒的温度差和致命的太阳辐射，以及尘埃甚至是高速飞行的石陨石碎片的威胁，关节采用了新型的“氯丁橡胶转环”设计，航天员的关节活动更加灵活，而最根本的差别是采用了便携式的独立供电和生命保障系统，即将这些系统固定在背上，还有备份装置，使得航天服能够完全独立进行供氧、二氧化碳的净化和排除体热等生命维持工作。

70年代后，美苏又开始以建立健全轨道空间站为目标的新一轮太空竞赛，相继启动了“礼炮”空间站计划和“天空实验室”空间站计划。相较于此前的载人航天器，轨道空间站能够长期在轨，通过载人航天器或航天飞机将更多的航天员运送上去，航天员能够轮换在太空开展各项工作。这就对航天服提出了新的要求，此前航天服都是根据具体的任务提前选定好的航天员量身定制的，但空间站时代越来越多的航天员能够进入太空，再单独针对航天员个体进行量身定制其成本和生产周期都不划算。因此，新一代航天服需要解决的首要问题就是能够适应不同的航天员穿戴，同时由于空间站需要能够让航天员长时间生活，其安全性和密闭性已经能够保障航天员不穿戴航天服在舱内生活，因此，新一代航天服着重考虑的是保障航天员的舱外活动，也是从这一代开始，航天服主要的设计方向就是满足航天员的舱外活动。

美国第一座空间站“天空实验室”上所使用的“天空实验室航天服”是在“阿波罗A7L”航天服基础上修改而来的，删除了一些应对登月工程而采取的保护措施，更加轻薄和灵活，总质量从“阿波罗A7L”航天服的90余千克下降到60余千克，生产成本也大大降低。独立的生命保障系统背包进行了缩小改为能够独立运行约30分钟的应急维持系统，主要通过加装的“脐带”进行供氧和供电。随后美国于1981年在“天空实验室航天服”基础上研制的“舱外移动航天服”（EMU）重量进一步降低到49千克，能够满足8小时的舱外活动和30分钟的应急维生。

此外，美国在上世纪80年代的航天飞机飞行任务中，为了执行更加复杂的舱外任务，在舱外航天服的基础上增加了一套小型推进系统，该推进系统使用两个压缩氮气罐作为动力源，每个氮罐内装填约6千克氮气，在航天服不同位置安装了24个小型喷气推进器，航天员通过控制手边的摇把获得了在太空中独立进行360度机动的能力，且系统最大能够提供25m/s的速度和最长6小时的使用时间。这套系统称之为“载人机动装置”（MMU），曾经在太空中执行了两次故障卫星回收任务，但后来随着美国航天飞机计划的取消而退役。

苏联1977年为空间站推出的“海鹰”（Orlan）航天服在设计思想上与“天空实验室航天服”也相似，但没有采用美国的分体式腰部穿/脱结构，而是仍然沿用后开门式称背部穿/脱结构。整体设计简单可靠，而且生命保障系统的分系统和结构很容易就在轨道上进行维修和更换，如氧气瓶、电源、无线电通信设备和天线等，因为这些东西是直接安放在背包的密封盖上的，仅简单地用带子扣住。为了实现失效保护设计，生命保障系统的许多重要功能结构都有备份，如供氧回路、氧气循环风扇、电源和通信等。虽然增加了一些备份，但整套生命保障系统在质量和体积上都比以前的系统减轻和减小了许多。

“海鹰”航天服和美国的EMU航天服自问世以来至今一直是国际空间站仅有的两种航天服。

上世纪70年代，中国首次进行载人航天尝试就已开始进行航天服的研制，但以失败告终。中国载人航天工程再次启动后，于2004年引进了九套俄罗斯的“海鹰”航天服。 2004年7月，中国开始研发自己的舱外航天服。中国航天员科研训练中心舱外航天服研究室集纳了国内最顶尖专家的意见，调动了全国相关领域的最优秀资源。克服了特殊材料供应、产品与工艺设计、生产制造、统筹管理等各方面的困难，一边试验一边摸索，齐心协力，分头攻关，最终完成了“不可能完成的任务”。

2008年初，中国第一套舱外航天服“飞天”及各项配套产品陆续交付。在神舟七号飞船任务中，翟志刚、刘伯明分别穿着中国制造的“飞天”舱外航天服和俄罗斯“海鹰”舱外航天服进入神舟七号载人飞船兼任气闸舱的轨道舱。翟志刚出舱作业，刘伯明在轨道舱内协助（刘伯明的头部、手部部分出舱），实现了中国历史上宇航员第一次的太空漫步，令中国成为第三个有能力把航天员送上太空并进行太空行走的国家。继第一代飞天航天服之后，中国继续进行改进，以满足空间站使用为目标，研制出了第二代“飞天”航天服，改进后的二代舱外服，能够适应的航天员体型范围增大，设计使用次数提高到三年十五次。每次使用时，支持的自主舱外工作时间为8小时，舱外活动更加舒适和便利。

在2017年启动的美国阿尔忒弥斯登月计划中，美国国家航天局和美国ILC多佛尔公司开始研制新一代航天服“Z”系列。“Z”系列航天服和阿波罗计划的航天服一样，将主要用于舱外任务和外星行走，分为数个版本，其中Z-1是原型服和地球轨道舱外服，特点是大部分采用柔韧的面料制成，外层有乙烷涂层尼龙和聚酯涂层，控制压力的效率更高，穿戴方便，装有新型高效气闸，无需“预呼吸”，大大减少了人体适应压力的时间可以迅速穿戴。采用白色和绿色两种颜色，酷似经典动画片《玩具总动员》中巴斯光年的航天服。此外，这款航天服还采用了效率更高的冷却和二氧化碳排除技术，比现有不得不在两次任务之间进行烘烤清除二氧化碳的航天服更为便利。

Z-2航天服主要用于外星行走，采用先进合成材料制成，具有低重量、较强耐久性，更加入了坚硬的复合涂层，令太空服能有效地抵御太空中轻微的碰撞以及擦损。可以胜任长期太空任务，部分零件通过激光扫描宇航员身体制作3D打印制成，太空服端口可以与着陆器和交通工具直接连接。航天员可以从太空服后方脱下，无需使用气闸，使用时更加便捷。“Z”系列航天服原定于2025年随阿尔忒弥斯载人登月任务使用，但计划进度受阻延期前景未知。

舱内航天服（IntraVehicular Activitysuit，IVA）也是最早的航天服，是在载人航天器内、有载人航天器外壳保护的情况下使用的航天服，与舱外航天服相较由于有了航天器外壳的保护，所以较为轻便，穿脱容易，和载人航天器的环境控制与生命保障系统的供气调压、航天服循环等子系统，配套构成了飞船座舱压力和大气控制的安全冗余系统，因此舱内航天服也称作应急逃生服。一旦载人航天器在上升、变轨、降落等危险阶段出现座舱大气泄漏或其他应急情况时，航天员穿着好航天服就位于航天座椅，就能迅速转入应急模式，保障航天员服装内的安全环境，争取宝贵时间，以便载人航天器择机提前返回，确保航天员安全。

舱外航天服（ExtraVehicular Activitysuit，EVA）比舱内航天服更为厚重结实，保护性更强，它也相当于一个微型航天器，可以保护航天员的生命安全直接抵御外太空的危险影响。舱外航天服结构也更复杂，主要由外套、气密限制层、液冷通风服、头盔、手套、靴子和背包装置等组成，是一种多层次、多功能的个人防护装备。除了具有舱内航天服所有的功能外，还增加了防辐射、隔热、防微陨石、防紫外线等功能，在服装内增加了液冷系统层，以保持人体的热平衡，并配有背包式生命保障系统，它能够为航天员提供呼吸用氧，还可以控制服装内的压力和温度，清除航天服内二氧化碳、臭味、湿气和微量污染。

舱内舱外共用航天服（Intra/ExtraVehicular Activitysuit，IEVA）除了舱内舱外两种不同的情景就是航天员自发射升空、到太空出舱再到返回整个过程中都使用的是一种航天服，或者是在舱内航天服的基础上增加配件就可转为舱外航天服的可转换航天服。美国在部分“双子座”和“阿波罗”计划中使用的就是舱内舱外共用航天服，例如阿波罗7-14EMU航天服分为舱外（EVA）和舱内（CMA）两种，前者用于出舱宇航员使用，后者用于配合出舱宇航员的指挥舱宇航员（CMA）使用，舱内比舱外用航天服少了一组备用应急“脐带”、没有水冷系统、应急泄压阀和防失系绳等。

软式航天服（Soft suits）主要由纤维布料或橡胶等较为软质的材料制成的航天服，仅在头盔和关节活动处有硬质活动轴承结构。软式航天服是最早的航天服，苏联加加林当时穿着的就是软质航天服。软质航天服有轻便、制造简单、舱内活动舒适的优点，多用作舱内航天服和应急逃生服，但也存在外环境失压情况下膨胀变硬、不够灵活的等缺点。

硬式航天服（Hard-shell suits）是由金属、复合材料等硬质材料制成的刚性结构航天服，将航天服依照人体结构分为各个部件，各部件之间使用轴承或套环连接，美国曾在阿波罗计划时试制了一套AX-5硬质航天服，采用外镀搪瓷的铝制外壳，各个关节采用球状相互叠套而成。硬式航天服可以始终在内部维持一个恒定的气压，使得航天员不经过吸氧除氮就可以直接从舱内进入舱外层空间环境中，而且具备软式航天服无法比拟的防护性能，但硬式航天服制造成本高，工艺难度大，目前还未有实用化型号。

软硬结合式航天服（SoftHard Hybrid suits）是在软式航天服的内部采用金属或纤维硬板对人体躯干等重点部位进行单独防护，如在航天服内增加类似于胸甲的硬壳，使得航天服躯干是硬式结构，四肢是软式结构。第三代航天服基本如海鹰、EMU以及飞天等都是软硬结合式航天服。

以第三代舱外航天服为例，其结构主要由主体服装、头盔和活动结构、生命保障和通信系统组成：

主体服装一般由多层复合功能材料构成。首先是最里面的舒适层，采用了特殊处理的棉布制成，最大的特点是绝对不会产生静电。这是因为舱外服里面是纯氧环境，一旦有静电就会引发火灾。接下来是备份气密层，采用约1毫米厚的橡胶板，并与上肢等相关结构粘贴在一起，以形成相匹配的形状。主气密层使用气密程度极高的橡胶布材料，完全不会漏气。它是整体结构，完全覆盖了服装的主要关节结构，包括躯干和背包。它需要具备充气和加压功能，同时不能使服装过度膨胀，还要确保各关节可以自由活动，技术难度非常大。限制层使用高强度材料构成，因为备份气密层和主气密层所承受的压力很小。可以说，限制层是主要的承力层。接下来是真空屏蔽隔热层，它由5-7层涂有铝的聚酯薄膜构成，各层之间用网络物隔开，紧密贴合在一起，能够有效应对真空温差、辐射等恶劣环境。最外层是一种特殊的纺织面料，非常昂贵。它在温度±100℃之间可以完好无损，具有耐磨损、反射性强的特点。太阳光照射在上面时会被反射回去，吸收极少的热量。

航天服头盔是由头盔壳、面窗结构、颈圈以及各种防护组合件构成。头盔在航天飞行中的作用是为航天员的面部提供舒适和安全的密闭大气环境，保护航天员的视听感官，同时防止头部受到各种力学和空间环境因素的伤害。目前，载人航天中使用的头盔可以分为软式和硬式两种类别。软式头盔大多作为航天服的一部分，可在飞船发射、轨道压力应急和返回过程中起到隔音、隔热、减震和通信等功能。而硬式头盔主要用于航天员在舱外活动时使用。由于航天员在舱外活动中面临更严酷的环境条件和更多的突发情况，与软式头盔相比，硬式头盔具有更强大的功能。作为一种硬式头盔的例子，固定式全透明的钟罩式头盔内腔壁装有硬衬垫和软衬垫。衬垫上安装了细管道，这些管道具有减震、隔热、消声、通风和供氧等多种功能。

活动结构分为四肢和腰部关节活动结构、手套、靴子等部分组成。其中关节活动结构的最为复杂，航天服在太空中因压力膨胀后会变得极为坚硬，航天员在试图活动时就必须要克服航天服的压力形变，活动阻力极大。因此，为了使航天服的活动尽可能方便，一方面需要尽可能降低航天服的压力，另一方面需要增加专门的关节活动辅助结构，让阻力矩更优化，以“飞天”为例，科研人员在上肢的肩、肘、腕和下肢的膝、等关节处，使用了气密轴承。在轴承的作用下，航天员的手脚可以随意转动，同时能严格保证气密性。科研人员还巧妙地利用了仿生结构，使关节活动更自如。

航天手套一般使用多层结构，从内到外分别是气密手套、压力手套和热防护手套。指套部分是压力手套和热防护手套共同的部分。气密手套的主要功能是确保气密性。为了保证可靠的气密性和活动性，气密手套的尺寸略大于压力手套。压力手套的主要功能是承受压力，以确保充气加压状态下手套的基本形态，并提供一定的操作灵活性。热防护手套的主要功能是隔热防护，同时具备对空间辐射、微尘、静电等的防护能力。为了同时满足气密性、强度、工效性和对空间环境的防护能力，手套各层的结构设计、材料选择和制作工艺，都具有较高技术难点。航天手套与服装主体之间通过腕部断接器连接。该装置采用特殊设计的自密封轴承结构，既保证气密性又提供手腕灵活转动的自由度。通过一种特殊的自锁式分离式机械结构，快速脱戴手套成为可能。

航天服的靴子有不单独使用与压力服连接在一起构成整体的靴子。也有具有断接器的可以脱的密封靴子，还有可穿在压力服限制层的套靴。整体的靴子一般由压力靴和舱外热防护套靴组成，其中压力靴是服装气密加压限制层的延续。通常将踝部活动关节设计在压力靴上，并与压力服相连接。

舱外航天服还包括独立的背包式生命保障系统、气液电保障系统、测控和通信装置。其中背包式生命保障系统也称作便携式生命保障系统或航天服环控生保系统，一般安装在背包结构内，同时集成了包括供气调压、通风净化、温湿度控制等主要功能模块的产品，一是对航天员在密闭环境中呼吸产生的二氧化碳（CO₂）进行清除，多采用非再生式的氢氧化锂（LiOH）作为吸附剂进行CO₂清除，具有设备操作简单、功能可靠的优点，但由于吸附剂不可再生且功能单一，且消耗性资源均需地面运输补给，增加了保障性难度。二是保温装置，主要通过航天服内的液冷层或液冷服实现，液冷服通过小型电动泵使其冷却介质（通常为乙二醇水溶液）在循环回路中流动，流经体表管路后温度升高，然后通过蒸发制冷装置降温，往复循环构成制冷回路。冷却介质的温度可以在15～45℃的范围内调控，因此液冷服除了可以在热环境中降温外，也可以在冷环境中保温。三是生命监测系统，通过传感器实时监测包括血压、心电图、脉搏、体温等，还有血象、乳酸等血液分析方面的航天员生理参数状态。根据航天员身体状况的各项参数，自动调节宇航服的内部环境。

航天服的未来发展必然与人类未来的航天发展方向相契合，商业太空探索和月球、火星甚至是木卫二等外星探索将会是未来航天的两个重要发展方向。随着太空旅游的发展将会有越来越多的人前往太空旅行，这就需要新的航天服来满足此类旅行者的需求。当执行月球、火星等外星探索任务时，也需要新的航天服来适应这些环境的旅行。但这两类航天服有很大的不同，因为商业太空探索所用的航天服需要具备操作便利、通用性好以能够让只经过简单训练的太空旅客轻易上手，而且多用于发射和着陆时的舱内防护，重点需要发展简单便利的舱内太空服，而外星探索任务中使用的航天服则必须满足更严格的防护标准和性能需求，需要能够抵御外星更加复杂和恶劣的环境，并需要能够灵活可靠的执行外星地面行走等任务。

美国私人商业航天公司“SpaceX”在其“载人龙飞船”项目中，专门设计了新型舱内航天服“星人”（Starman）。“星人”航天服的外形由好莱坞服装设计师何塞·费尔南德斯设计，在外形上与此前的航天服大不相同，更像是一件普通的夹克套装，穿戴更方便，但“星人”航天服仍然保持传统舱内航天服的应急保障功能，能够让航天员承受121到负156摄氏度的温度变化，并可通过连接生命支持系统维持航天服内部压力和空气交换。“星人”航天服已于2021年在“载人龙飞船”项目中执行了一次国际空间站中的往返任务进行测试，不久之后将会正式应用于商业太空探索任务。

英国富豪理查德·布兰森旗下维珍银河太空旅游公司（Virgin Galactic）于2020年发布了其新型商业航天服，重量非常轻仅约1公斤，整体围绕太空旅行的舒适性进行设计，采用更加柔软的布料，并在各个可能会受到加速度压力的位置增加了软垫以缓解人体不适感。这套航天服也属于舱内航天服，仍在改进过程中而且还暂未进行正式的航天发射。

美国国家航天局先进概念研究所（NASA Institute for Advanced Concepts）在达瓦·纽曼教授（Dava J. Newman）的领导下已经对机械反压式航天服进行了十余年的研究。任何前往太空的人都需进行加压，以保持身体机能正常。保持身体机能正常的最低气压要求是2.5PSI，例如肺部膨胀和血液流动。为了做到这一点，此前的航天服都是气压加压服，而机械反压的航天服类似于紧身湿式潜水服，通过材料本身向皮肤施压达到所需的压力水平。纽曼教授的机械反压式航天服采用弹性材料和聚合物作为拉伸材料，并使用钛线圈进行进一步加压，将为外星探索提供更适合运动的航天服。纽曼教授团队目前仍然在研发过程中，对多种材料进行了试验。