Các nhà du hành đi ra ngoài vũ trụ đều phải mặc bộ trang phục vũ trụ, đó là điều cần thiết để thích ứng với môi trường vũ trụ. Môi trường vũ trụ rất khắc nghiệt, luôn bị các loại thiên thạch trong vũ trụ bắn vào, thường không đề phòng kịp; bức xạ trong chân không cao làm tổn hại màng tế bào trong cơ thể, gây nhiễu hoặc ngừng hẳn công năng kháng bệnh của tế bào; trong vũ trụ còn có nhiều loại rác thải do con người gây ra, cũng là một mối uy hiếp đến tính mạng của nhà du hành. Do đó các nhà du hành phải được bảo vệ cẩn thận mới có thể làm việc trong vũ trụ.
Trang phục vũ trụ là một sản phẩm kỹ thuật cao. Tác dụng của nó ngoài ngăn ngừa sự tấn công của các vật đến từ vũ trụ, còn có cả một hệ thống bảo hiểm tính mạng và thông tin liên lạc cho nhà du hành. Nó giúp các nhà du hành thích ứng với sự biến đổi khốc liệt về nhiệt độ trong vũ trụ, khiến họ thích nghi với nhiệt độ, khí oxy và áp lực không khí để thoải mái như trên mặt đất. Khi bay trong vũ trụ có thể liên hệ được với các nhà du hành trong con tàu.
Người ta thiết kế trang phục vũ trụ rất kĩ càng và chu đáo. Bộ trang phục gồm có nhiều tầng, tối thiếu có năm tầng sau:
Áo lót sát với cơ thể vừa mềm, vừa nhẹ, có tính đàn hồi tốt, vừa thông khí vừa truyền nhiệt, trên áo lót còn có máy đếm bức xạ để giám sát các tia bức xạ năng lượng cao trong môi trường. Ở thắt lưng của áo lót còn có hệ thống giám sát sinh lý cơ thể, có thể đo nhịp tim và thân nhiệt bất cứ lúc nào.
Tầng thứ hai là tầng điều tiết dung dịch ấm. Trên tầng thứ hai người ta phân bố dày đặc nhiều ống nhỏ chứa plyvinyl clorua, thông qua dung dịch chảy trong ống nhỏ để điều tiết thân nhiệt. Nhiệt độ cao hay thấp do nhà du hành tự khống chế, có ba nấc nhiệt độ để chọn lựa
Tầng thứ ba là tầng tăng áp được đóng kín bằng vải cao su. Trong tầng này chứa đầy không khí có áp suất tương đương 1 at, bảo đảm cho nhà du hành nằm trong môi trường áp suất bình thường, không vì áp suất quá thấp hoặc quá cao mà gây nguy hiểm cho tính mạng.
Tầng thứ tư là tầng bó cứng. Nó là vỏ áo ngoài để bó tầng thứ ba lại, đồng thời cũng đề phòng khi tầng cuối cùng bị thiên thạch bắn thủng.
Tầng ngoài cùng thông thường được chế tạo bằng sợi thuỷ tinh và sợi tổng hợp đặc biệt. Nó có cường độ rất cao, có thể ngăn cản thiên thạch bắn vào và còn có công năng chống các tia vũ trụ.
Một bộ trang phục vũ trụ phức tạp như thế, giá chế tạo rất đắt, khoảng trên 3 triệu USD. Trang phục vũ trụ nói chung rất nặng, để các nhà du hành cử động dễ dàng, ở các khớp khi thiết kế đã cố gắng nâng cao độ linh hoạt, nhưng mặc bộ trang phục này vẫn rất nặng nề.
Nghe nói nhà du hành đầu tiên mặc bộ trang phục này bước ra vũ trụ tuy thời gian chỉ 12 phút nhưng đã toát mồ hôi ròng ròng. Nhưng trong vũ trụ nếu không có bộ trang phục bảo hiểm như thế thì nguy hiểm khó mà tưởng tượng được.