Evropa se je v program človeških poletov v vesolje vključila leta 1969. Potem ko sta Neil Armstrong in Buzz Aldrin kot prva človeka stopila na Luno, je NASA začela razmišljati o izdelavi ponovno uporabnega vesoljskega plovila »Shuttle«.
Evropske države so se odločile, da bodo razvile znanstveni laboratorij, znan pod imenom Spacelab, ki bi se zmestil v tovorni prostor raketoplana. V zameno za to so dobile dovoljenje, da na misijah raketoplana pošiljajo svoje astronavte.
Od Ulfovega Merboldovega poleta s Spacelabom-1 leta 1983 so evropski astronavti 30-krat leteli z ameriškim vesoljskim čolnom. Na mnogih od svojih prvih poletov so uporabljali Spacelab agencije ESA za poskuse v mikrogravitaciji. Drugi so sodelovali v misijah za vzdrževanje vesoljskega teleskopa Hubble, ki ga skupaj upravljata NASA in ESA, ali za izvajanje edinstvenih znanstvenih dejavnosti.
V 21 poletih so evropski astronavti leteli na sovjetskih ali ruskih vesoljskih plovilih. Obiski vesoljskih postaj Saljut in Mir (1978–1999) so prinesli dragocene izkušnje pri učenju, kako živeti v vesolju dalj časa. Thomas Reiter je na postaji Mir preživel skoraj šest mesecev in postal prvi astronavt ESA, ki je sodeloval pri vesoljskem sprehodu.
V zadnjih letih so astronavti ESA redno obiskovali Mednarodno vesoljsko postajo (ISS). Na postaji sta potekali dve dolgotrajni misiji evropskih astronavtov. Leta 2008 je Francoz Léopold Eyharts preživel skoraj 49 dni v vesolju na misiji, katere namen je bil priklop in zagon laboratorija Columbus agencije ESA. Leta 2009 je Belgijec Frank De Winne preživel 6 mesecev na postaji in postal prvi astronavt agencije ESA, ki je poveljeval ISS.
