La participación de Europa en los vuelos espaciales tripulados comenzó en 1969. Después de que Neil Armstrong y Buzz Aldrin se convirtieran en los primeros seres humanos en pisar la Luna, la NASA empezó a plantearse la construcción de un transbordador reutilizable.
Los países europeos decidieron desarrollar un laboratorio científico, conocido como Spacelab, que cupiera en la bodega de carga del transbordador espacial. A cambio de ello, se les permitió enviar astronautas en las misiones del transbordador.
Desde el vuelo de Ulf Merbold con el Spacelab-1 en 1983, los astronautas europeos han volado 30 veces a bordo del transbordador espacial estadounidense. En muchos de sus primeros vuelos utilizaron el Spacelab de la ESA para realizar experimentos en condiciones de microgravedad. Otros participaron en misiones para realizar tareas de mantenimiento del telescopio espacial Hubble, una colaboración entre la NASA y la ESA, o para llevar a cabo actividades científicas únicas.
Los astronautas europeos han participado en 21 vuelos de naves soviéticas o rusas. Las visitas a las estaciones espaciales Salyut y Mir (1978-1999) proporcionaron valiosas experiencias de aprendizaje en cuanto a la vida en el espacio durante periodos prolongados. Así, Thomas Reiter pasó casi seis meses a bordo de la Mir, convirtiéndose en el primer astronauta de la ESA en participar en un paseo espacial.
En años recientes, los astronautas de la ESA han visitado regularmente la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés). Ha habido dos misiones de larga duración de astronautas europeos en la Estación. En 2008, Léopold Eyharts, de Francia, pasó casi 49 días en una misión espacial de acoplamiento y puesta en marcha del laboratorio Columbus de la ESA. En 2009, el belga Frank De Winne pasó 6 meses en la Estación y fue el primer astronauta de la ESA que comandó la ISS.
