太空人長期在外太空漂浮，無重力環境下，雙腳無需負重，這聽起來是輕飄飄、無束縛的體驗。但天文新聞網站Space.com報導，長遠來看，待在無重力環境下會衍生許多健康問題，像是骨質疏鬆及肌肉流失。人類如果要平安抵達火星，得先克服無重力環境的衝擊。
無重力會對人體健康造成暫時及長期影響。美國女太空人派珀（Heidemarie Stefanyshyn-Piper）2006年執行STS-115航天任務，在太空上待了2周，返回地球召開的記者會上，她因未完全適應地球重力而暈倒。少了地心引力的零重力環境下，人體數個重要系統會產生變化。像是內耳前庭系統分辨上方和下方的能力受擾亂，大空人的上下方位感失準。或是本體感覺系統受影響，導致動作不協調。
根據非營利機構「大衛森科學教育中心」（Davidson Institute of Science Education），短暫暴露在失重環境下，可能會產生太空適應症候群（space adaptation syndrome），也就是所謂的太空病，出現像是噁心、暈眩、頭痛、嘔吐、疲勞、全身不適、幻覺或是喪失方向知覺等不適症狀。根據截至目前為止所收集到的數據，約45%的太空旅人都有得過太空病。但症狀很少持續超過3天，人體即適應新環境。
在外太空待久了，恐怕有長期健康危害，像是骨骼中的鈣質會悄悄地隨著尿液排出人體。因為骨質流失、肌肉量減少，太空人不慎跌倒受傷的風險升高，像骨質疏鬆症患者一樣容易骨折。為了對抗無重力環境對身體造成的影響，太空人通常每天安排2小時運動。儘管如此，完成為期6個月的太空任務返回地球後，太空人還是需要數月的恢復期。
人類液體含量占體重約60%，受地球重力影響，血液從心臟打出後便會往下流，體液傾向積存在下半身。長年演化發展出的平衡機制，讓人類站立時，血液能回流心臟並向上輸送至腦部。即便是在無重力空間，血液還是會向上流動，變成堆積在上半身，造成太空人臉部浮腫的現象。視力也會因此模糊數日，直到大腦做出調整。
微重力環境下，血液更加平均地流動全身，人體系統沒有必要再維持血壓，血液量會流失掉約20%。人體體液分布情況改變也進一步造成味覺、嗅覺喪失及平衡感問題。不過體液分布情況會在返回地球數週後回歸正常。
但心臟不需要像之前一樣賣力輸送血液，也會逐漸衰弱。心臟肌肉變弱會造成血壓降低，恐怕還會影響氧氣輸送至腦部。
無重力空間下，背部及腿部無負重，肌肉便會開始萎縮。若缺少規律運動，太空人恐怕會在5到11天內，流失20%的肌肉。除此之外，骨骼代謝的情況也會出現變化。因為缺少重力，蝕骨細胞活動增加，導致造骨細胞和蝕骨細胞間的關係失衡，將骨骼分解成礦物質，由人體吸收。髖部因為平時負載最多重量，上了太空後，骨質流失的情況特別嚴重。
和骨質疏鬆症患者不同的是，太空人出任務三至四個月後返回地球，骨質密度會在兩至三年後恢復正常值。人體為了適應外太空新環境，做出一連串調整，返回地球重新適應也是一番挑戰。
對抗零重力最好的方法是打造人工重力。科學家目前只能夠在實驗室環境中打造出重力，尚未研發出適用於太空旅行的人工重力。
釐清太空人長期待在零重力環境下，會對健康造成怎麼樣的影響，是國際太空站（International Space Station）的職能之一。俄羅斯太空人波利亞科夫（Valeri Polyakov）是人類在太空中連續停留時間最長的紀錄保持人。他於1994年至1995年間，在太空上待了將近438 天。
2016年3月初，美國太空人凱利（Scott Kelly）連續在外太空停留340天後，返回地球，創美國最高紀錄。這項任務是為了更加了解在外太空嚴峻環境中，人體反應及調適的情況。為日後人類到月球、小行星甚至是火星出任務預先做準備。不過出任務到火星至少需時30個月，遠遠超出人類在太空停留的最長時間。（林霆／綜合外電報導）
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