在太空中高度真空，极度寒冷，充满了宇宙射线，宇航服就是为宇航员们防护这些的，起到保温、抗压、防辐射的作用，还能够提供所需要的氧气。如果没有宇航服的防护，暴露在太空中的人就会很快憋死、低气压胀死、冻死或晒死、宇宙射线杀死。
所谓太空，一般认为是极高的天空。准确的说，以地球海平面垂直高度100km为分界线，又称卡门线，卡门线以上就是外太空。这是位于瑞士日内瓦的国际航空联合会定义的，因为到了这个高空，空气的稀薄程度已经使空气动力学失效，是飞机飞行的极限高度。
地球大气层很厚，真正的大气层内外没有明确的分界线，到了1.6万千米高空，还有大气分子存在。但大气主要集中在对流层，也就是海平面以上10~16千米以下，这里聚集了大气层75%的大气，而在平流层，也就是40千米以下，聚集了97%的大气。在海拔100km以上时，空气密度约地表的220万分之一，温度约-80℃，气压已经接近零。随着海拔进一步升高，空气就会越来越稀薄，最终只剩下每立方米几个粒子。
低温冻死
在海拔100km以上近太空，温度低至零下百余摄氏度；在远离地球的外太空，温度更是可以低至接近绝对零度，也就是零下200多摄氏度。在这种低温，人体很快会冻得梆硬，稍微一碰就会碎为齑粉。有人曾设计了一种未来太空尸体处理方法，如果在太空旅行时死了人，就把尸体放置在太空舱外，速冻后摇一摇就碎了，然后用机器压成真空包装小块带回地球或到其他星球安葬。
宇宙射线杀死
所谓宇宙射线，就是充斥宇宙空间的各种带电高能次原子粒子，也就是原子被击碎后的质子、原子核、电子、重元素等，这些极其细小的粒子是从恒星核聚变、超新星大爆发、大质量天体相撞等巨大能量催动下发出，以接近光速运行。还有X射线、伽马射线的照射。
地球得益于大气和磁场保护，所以能够阻隔射线损害
在地球表面生活的人们，绝大部分宇宙射线会被地球磁场和大气层分流阻隔了，只有极少部分撞击人体，影响不大。但在大气层外，就全招呼到人体上了。据测算，即便穿了宇航服，每秒都约有5000个粒子贯穿宇航员身体，这些粒子会打断人体化学键，让人体细胞脏器受到损害，还会引起细胞变异，罹患癌症等。当然如果在太空不穿航天服，宇宙射线就更肆无忌惮的很快摧毁人体细胞了。