Προτού μπορέσουν να πετάξουν στο διάστημα, οι αστροναύτες πρέπει να παρακολουθήσουν εκατοντάδες ώρες εκπαίδευσης. Η εκπαίδευση αυτή χωρίζεται σε τρία βασικά μέρη.
Πρώτον, οι νεοεισερχόμενοι που επιθυμούν να γίνουν αστροναύτες πρέπει να ολοκληρώσουν ένα πρόγραμμα βασικής εκπαίδευσης διάρκειας ενός έτους. Οι υποψήφιοι μαθαίνουν για τη διαστημική τεχνολογία και επιστήμη, βασικές ιατρικές δεξιότητες, καθώς και για τον τρόπο λειτουργίας του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS). Επίσης, εξοικειώνονται με την κατάδυση με αναπνευστήρα.
Μετά από αυτό το πρώτο στάδιο, προχωρούν σε ένα ακόμη έτος προχωρημένης εκπαίδευσης. Μαθαίνουν με περισσότερες λεπτομέρειες για τα διάφορα τμήματα του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS), τα πειράματα και τα οχήματα μεταφοράς, καθώς και για τον ρόλο του κέντρου ελέγχου εδάφους.
Στη συνέχεια, μπορούν να αναλάβουν μια αποστολή. Συνεργαζόμενοι όσο το δυνατόν περισσότερο με τα άλλα μέλη του πληρώματος, μαθαίνουν τα ειδικά καθήκοντα που σχετίζονται με την αποστολή τους και εξοικειώνονται με την έλλειψη βαρύτητας μέσω παραβολικών πτήσεων.
Κατά τη διάρκεια αρκετών ετών, οι αστροναύτες γνωρίζονται πολύ καλά μεταξύ τους, καθώς επισκέπτονται κέντρα εκπαίδευσης στις ΗΠΑ, τη Ρωσία, την Ιαπωνία, τον Καναδά και την Ευρώπη. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει την εκμάθηση μιας ξένης γλώσσας – της ρωσικής – (τα αγγλικά είναι ήδη υποχρεωτικά), καθώς και την εξοικείωση με τα επιστημονικά πειράματα και τις ειδικές δραστηριότητες της αποστολής.
