Før astronautene kan fly i rommet, må de gjennomgå hundrevis av timer med opplæring. Denne er delt inn i tre hoveddeler.
Først må nykommere som ønsker å bli astronauter, bestå et ettårig grunnopplæringskurs. Kandidatene lærer om romteknologi og romvitenskap, grunnleggende medisinske ferdigheter og hvordan den internasjonale romstasjonen (ISS) fungerer. De blir også kjent med dykking.
Etter denne første delen går de videre til et nytt år med videregående opplæring. Der får de en mer detaljert innføring i de ulike delene av ISS, eksperimentene og transportfartøyene, samt hvordan kontrollsenteret på bakken er involvert.
Deretter kan de bli tildelt et oppdrag. Ved å samarbeide så mye som mulig med de andre besetningsmedlemmene lærer de om de spesielle oppgavene knyttet til oppdraget sitt, og de blir kjent med vektløshet gjennom parabelflyvninger.
I løpet av flere år blir astronautene godt kjent med hverandre når de besøker treningssentre i USA, Russland, Japan, Canada og Europa. Dette kan innebære å lære et fremmedspråk – russisk – (engelsk er allerede obligatorisk), samt å sette seg inn i de vitenskapelige eksperimentene og de spesielle aktivitetene på oppdraget.
