Inden astronauterne kan flyve ud i rummet, skal de gennemgå hundredvis af timers træning. Denne træning er opdelt i tre hoveddele.
Først skal nye ansøgere, der ønsker at blive astronauter, gennemføre et etårigt grunduddannelsesforløb. Kandidaterne lærer om rumteknologi og -videnskab, grundlæggende medicinske færdigheder samt om, hvordan Den Internationale Rumstation (ISS) fungerer. De bliver desuden fortrolige med dykning.
Efter denne første del går de videre til endnu et år med videreuddannelse. Her får de en mere detaljeret indføring i de forskellige dele af ISS, eksperimenterne og transportfartøjerne samt jordkontrolcentrets rolle.
Derefter kan de blive udpeget til en mission. I tæt samarbejde med de øvrige besætningsmedlemmer lærer de om de særlige opgaver, der er forbundet med deres mission, og de vænner sig til vægtløsheden gennem parabelflyvninger.
I løbet af flere år lærer astronauterne hinanden rigtig godt at kende, når de besøger træningscentre i USA, Rusland, Japan, Canada og Europa. Det kan indebære, at de skal lære et fremmedsprog – russisk – (engelsk er allerede obligatorisk) samt sætte sig ind i de videnskabelige eksperimenter og de særlige aktiviteter på missionen.
