1. 航天准备阶段（1945-1960）

　　此阶段主要是观察人和动物在地面模拟失重的条件下和短暂时间的失重飞行中及超失重交替过程中关键生理指标的变化，积累有关的医学和生理学资料，确定人进行太空飞行的可能性和安全性。同时，加强航天员的选拔和训练方法的研究和实施，并选拔出身体健康、并适应各种应激环境的人成为航天员。

　　上世纪40年代末和50年代初，航天医学家们对人能否在航天恶劣的环境中生存有明显分歧，但被誉为“航天医学之父”的休伯斯特·斯特拉格霍尔德（Hubertus Strughold）等却坚信载人航天是可能的。

　　1946-1947年间，美国首先采用了生物火箭进行猴失重飞行的研究。

　　1957年，前苏联把小狗莱伊卡送入亚地球轨道，进行了为期1周的飞行，目的是研究航天失重环境对动物的影响。这次飞行宣告了航天生物医学研究新时期的到来。

　2. 飞行试验阶段（1961-1980）

　　在此期间广泛地积累了航天员在飞行前、中、后发生的生理变化数据，证明了人可以适应失重环境，初步了解了各个生理系统适应失重环境和返回后对重力环境适应的规律，但也观察到失重对一些生理系统产生不利的影响，尤其是心血管、肌肉和骨骼系统。在航天员选拔、训练和医监、医保方面逐渐形成了一套比较有效的、可行的方案。

　　1961 年4 月12 日，前苏联航天员加加林乘“东方1号”飞船进入太空，开创了载人航天的新纪元。

　3. 系统实验阶段（1981-至今）

　　在这个阶段中，空间站的建立为航天中的医学研究提供了条件，不仅可以观察长时间的生理变化，而且座舱环境增大，可以安装一些实验仪器和设备，进行航天中的研究。

　　美国发射了多次进行生命科学研究的空间实验室，如SLS-1（1991），SLS-2（1993）等。

　　截至目前，飞行时间最长（438天）的航天员是瓦列里·波利亚科夫（Valery Polyakov）博士，其是一名俄罗斯内科医师，于1994年创造了这项纪录。