Ο ορισμός του αστροναύτη ή κοσμοναύτη (κατά τους Ρώσους) διατυπώθηκε κατά στη δεκαετία του 1960 μετά την εκτόξευση στο διάστημα του πρώτου αεροσκάφους με πλήρωμα Αμερικανούς δοκιμαστές πιλότους. Σύμφωνα με τις αμερικανικές προδιαγραφές, ο αστροναύτης είναι ένας αεροπόρος που πετά σε ύψος μεγαλύτερο από 80 χιλιόμετρα πάνω από τη Γη. Οι αστροναύτες ανάλογα με την εκπαίδευση, τις γνώσεις και τα καθήκοντα που αναλαμβάνουν σε μια αποστολή ονομάζονται πιλότοι ή επιστήμονες. Οι πιλότοι αστροναύτες είναι είτε πιλότοι είτε διοικητές. Κατά τη διάρκεια της πτήσης, ο διοικητής έχει την ευθύνη για το όχημα, το πλήρωμα, την επιτυχία της αποστολής και την ασφάλεια της πτήσης. Ο πιλότος βοηθά το διοικητή στον έλεγχο και την ενεργοποίηση του οχήματος. Οι πιλότοι είναι αυτοί που κυβερνούν τα διαστημικά λεωφορεία ή τα διαστημόπλοια. Οι ειδικοί αστροναύτες αποστολής συνεργάζονται με το διοικητή και τον πιλότο και έχουν τη γενική ευθύνη για τις διαδικασίες του οχήματος σε περιοχές όπως ο προγραμματισμός της δραστηριότητας των πληρωμάτων, η χρήση αναλώσιμων κ.λπ. Εκπαιδεύονται στις λεπτομέρειες των λειτουργικών συστημάτων καθώς και για τα πειράματα που πραγματοποιούνται στις αποστολές τους. Επίσης, εκτελούν και τις εκτός οχήματος δραστηριότητες ή τους διαστημικούς περιπάτους. Συνήθως, στο πλήρωμα των διαστημικών αποστολών υπάρχουν και επιστήμονες σε ειδική αποστολή, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τη διεξαγωγή και την παρακολούθηση πειραμάτων στο διάστημα. Η διαστημική αποστολή σχεδιάζεται επί πολλά χρόνια και οι αστροναύτες πραγματοποιούν διαρκώς ασκήσεις ικανότητας επιτυχούς εκτέλεσης της αποστολής και προσομοιώσεις διαστημικών πτήσεων σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας. Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιούν είναι τα διαστημικά σκάφη και τα διάφορα όργανα και αεροβοηθήματα που βρίσκονται μέσα στο θάλαμο διακυβέρνησης του διαστημόπλοιου, όπως ραντάρ, οθόνες απεικόνισης στοιχείων, συσκευές ασύρματης επικοινωνίας και άλλα. Οι αστροναύτες φορούν ειδικό εξοπλισμό, μάσκες οξυγόνου και ειδικές στολές πτήσης.