继前苏联成功发射第一颗人造地球卫星后，美国、法国、日本、中国先后也成功独立发射了人造地球卫星。其中，1970年4月24日，我国用自己研制的“长征1”号运载火箭送上太空的“东方红1”号卫星是一个直径约1米的近似球形多面体，重173千克，它比苏、美、法、日的第一颗人造卫星总重量还重。轨道的近地点为439千米，远地点为2388千米，轨道倾角为685度。
人造卫星是发射数量最多的一种航天器，占全部航天器的90％左右，在科学、军事和国民经济各个方面都获得了极其广泛的应用。以科学探测和研究为目的有天文卫星、观测卫星、地球物理卫星、大气密度探测卫星和电离层卫星等。
正是考虑到1957年10月4日发射的第一颗人造卫星开辟了人类探索外空的道路，以及1964年10月10日外空条约生效，1999年联合国第三次外空会议的与会国一致建议，将每年的10月4日~10日作为“世界空间周”。这一意见得到了联合国第54届大会的核准。
载人航天器——宇宙飞船
宇宙飞船是一种运送航天员、货物到达太空并安全返回的一次性使用的航天器。它能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定的工作。它的运行时间一般是几天到半个月，一般乘2~3名航天员。
世界上第一艘载人飞船是“东方1”号宇宙飞船。它由两个舱组成，上面的是密封载人舱，又称航天员座舱。舱内设有能保障航天员生活的供水、供气的生命保障系统，以及控制飞船姿态的姿态控制系统、测量飞船飞行轨道的信标系统、着陆用的降落伞回收系统和应急救生用的弹射座椅系统。另一个舱是设备舱，长31米，直径为258米。设备舱内有使载人舱脱离飞行轨道而返回地面的制动火箭系统，供应电能的电池、储气的气瓶、喷嘴等系统。“东方1”号宇宙飞船总质量约为4700千克。“东方1”号宇宙飞船打开了人类通往太空的道路。
至今，人类已先后研究制出三种构型的宇宙飞船，即单舱型、双舱型和三舱型。其中单舱式最为简单，只有宇航员的座舱；双舱型飞船是由座舱和提供动力、电源、氧气和水的服务舱组成，它改善了宇航员的工作和生活环境，世界第一个男女宇航员乘坐的前苏联“东方”号飞船、世界第一个出舱宇航员乘坐的前苏联“上升”号飞船以及美国的“双子星座”号飞船均属于双舱型；最复杂的就是三舱型飞船，它是在双舱型飞船基础上或增加1个轨道舱（卫星或飞船），用于增加活动空间、进行科学实验等，或增加1个登月舱（登月式飞船），用于在月面着陆或离开月面，前苏联/俄罗斯的联盟系列和美国“阿波罗”号飞船是典型的三舱型。联盟系列飞船至今还在使用。
虽然宇宙飞船是最简单的一种载人航天器，但它比无人航天器（例如卫星等）复杂得多，到目前只有美、俄、中三国能独立进行载人航天活动。
我国于1999年11月20日6时30分7秒在酒泉卫星发射中心成功发射了第一艘宇宙飞船“神舟1”号。在这次发射实验中，首次采用了在技术厂房对飞船、火箭联合体垂直总装与测试，整体垂直运输至发射场，进行远距离测试发射控制的新模式。在原有的航天测控网基础上新建的符合国际标准体制的陆海基航天测控网，也在这次发射试验中首次投入使用。飞船在轨运行期间，地面测控系统和分布于公海的4艘“远望”号测量船对其进行了跟踪与测控，成功进行了一系列科学试验。
“神舟7”号宇宙飞船开始巡天之行此次实验标志着我国航天事业迈出重要步伐，对突破载人航天技术具有重要意义，是我国航天史上的重要里程碑。
继这次成功发射宇宙飞船后，我国又相继成功发射神舟系列宇宙飞船“神舟2”号“神舟3”号“神舟4”号“神舟5”号“神舟6”号“神舟7”号。在最后一次“神舟7”号宇宙飞船上实施了我国航天员首次空间出舱活动，突破和掌握出舱活动相关技术，同时开展卫星伴飞、进行“天链1”号卫星数据中继等空间科学和技术试验。飞船运行期间，1名航天员着我国研制的“飞天”舱外航天服出舱进行舱外活动，回收在舱外装载的试验样品装置。这是人类载人航天技术的一个重大跨越。
轨道舱
轨道舱也称留轨舱，就是宇宙飞船在运行轨道上的舱，是航天员在轨道上的工作和休息的场所，里面装有各种实验仪器和设备，可实行对地观测，其两侧装有可收放的大型太阳能电池翼、太阳敏感器和各种天线以及各种对接结构，用来把太阳能转换为飞船的能源、与地面进行通讯等。
载人科学卫星——空间站
空间站是一种大型载人科学卫星。人在空间站里可以居住、生活和进行各种科学实验。在这种空间站上装上巨型望远镜，就成为空间天文台。空间站也是一个无菌、无污染的特殊实验室。特别是在空间轨道上存在着真空失重等条件，可以进行一些在地面上不能进行的科学实验，还可以进行一些特殊产品的制造，进行各种无重力条件下的生物实验等。
“和平”号空间站1973年5月14口，美国第一个空间站发射进入地球轨道。先后有3批共9名宇航员登上“天空实验室”进行生物、航天医学、太阳物理、天文观测、对地观测和工程技术试验，拍摄了约1000万平方千米地球表面的照片共4万多张。创造了宇航员在太空停留84天的纪录。
1986年2月20日，前苏联发射了它的第8个空间站——一种新型的“和平”号空间站。它有6个接口，可以同时停靠6艘宇宙飞船。
站内设有专用乘员仓，里面有小桌一张和一把椅子，用来写宇航日记，还可以放文件。还安装有脚踏装置进行体育锻炼：骑自行车记录器，或在“跑道”上奔跑。室温高达28摄氏度，宇航员在业余时间可以聊天、听音乐、看录像。最使他们激动的是每周一次与地球上亲人的通话。
1988年9月19日，美国与欧洲9个国家及日本、加拿大达成协议，决定共同参加建造一个大型轨道空间站，使其规模更加庞大、更加复杂、完整，并真正成为一个自由的宇宙基地。这项计划从1996年开始，1998年完成。
空间试验基地——太空实验室
人们早就幻想，在宇宙空间建立永久性的居住村，让地球上的人长期在那里生活、工作，并作为到其他星球旅行的中转站。20世纪70年代，宇宙飞船围绕地球做太空旅行和登上月球并安全返回地面以后，建立宇宙空间站的目标就近在咫尺了。前苏联最先迈出了这一步。
1971年4月19日，世界上第一个长期围绕地球运转的人造天体——轨道空间站，从前苏联拜科努尔宇航中心发射升空，它取名“礼炮”号，其意思可能就是人类进入太空长期生活和工作的开张典礼吧。“礼炮”号轨道空间站的近地点为200千米，远地点为222千米，相当接近于一个圆形轨道，这个近圆形轨道与地球赤道面的夹角为516度。“礼炮”号轨道空间站实际是一个天空实验室，里边很宽阔，分成几个部分，可以同时进行几种科学实验工作。它与宇宙飞船“联盟”号对接后，总重量为256吨。
1971年4月23日，前苏联发射了“联盟10”号宇宙飞船，宇航员沙塔洛夫、叶利谢耶夫和鲁卡维什尼科夫乘“联盟10”号飞船，跟随“礼炮”号轨道空间站，在太空飞行了5个小时，并同礼炮号对接，然后就按预先规定的地区返回地面安全着陆，很多人都猜想，这次飞行没有完成任务，失败了。1971年6月6日，前苏联又发射了“联盟11”号飞船，宇航员是冬布罗夫斯基、沃尔科夫和帕察耶夫。一昼夜后，完成会合、对接程序，宇宙飞船乘员组进入空间站，宇航员在空间站逗留23昼夜，完成了大量而复杂的综合科技实验和研究任务。6月30日，“联盟11”号宇宙飞船和“礼炮”号轨道空间站分开，返回地球时，由于回收舱漏气，3名宇航员全部死亡。10月11日，按地面指令“礼炮”号轨道空间站进行制动，进入稠密大气层后陨毁。
1973年5月14日，美国用“土星5”号运载火箭把空间站“天空实验室”送入近地轨道（近地点高434千米，远地点高437千米），运行周期93分钟，倾角50度。它在轨道上重770吨，长246米，最大直径66米。利用改进型的“阿波罗”宇宙飞船将乘员送入轨道，并返回地面。自1973年5月25日至1974年2月8日，曾先后把3个探险队发送上“天空实验室”。
他们在“天空实验室”制造了各种材料，在失重条件下，他们用不着使用任何容器，就能熔化金属并把它们混合起来。把“天空实验室”制造的材料与在地球上工厂生产的材料相比，前者更纯。这就证明了容器污染材料——一项对工业有重要意义的发现。
在“天空实验室”中，宇航员们用特殊摄影机，在大气层以外拍摄了上万张太阳照片，其中包括对太阳爆发的描绘。这些照片可以指引科学家发现由太阳能转变为电能的新途径。他们还拍摄了几千张地球地质照片，这些照片可以帮助科学家去发现各种矿藏。
按原定计划，“天空实验室”将在轨道上运行10年，但因其各种缺陷，于1979年7月11日坠入稠密大气层烧毁。
1983年11月28日美国东部时间上午11时，耸立在肯尼迪航天中心39号发射台上的“哥伦比亚”号航天飞机，开始了它的第六次航天飞行。在“哥伦比亚”号航天飞机货舱内，装载着目前世界上规模最大的太空实验室。
这个太空实验室是由欧洲空间局负责研制的一种可重复使用的载人空间实验装置。整个空间实验室计划于1973年开始，欧洲空间局的11个参加国为它的研制耗资约10亿美元。该实验室是由标准构件组合而成，组合形式可视各种不同的实验需要而定。标准构件有密封科学舱和托盘两种，密封科学舱呈圆筒形，长约7米，直径约4米，内装实验所需的各种仪器设备，科学家在它的里面工作。这次首航的太空实验室—1采用的是一个密封舱与一个托盘的组合。按设计要求，太空实验室—1的使用寿命可达10年，使用中它还可以根据需要重新组合。
太空实验室这次历时10天23个小时的科学实验飞行中，科学家们进行了由4个国家提出的73项实验达数百次，实验内容涉及面很广，包括大气学、气候学、地球学、天文学、医学、生物学和冶金学等很多方面，取得了丰硕的成果。
1986年2月20日，前苏联用“质子”火箭发射的世界最先进的“和平”号轨道空间站进入轨道。这是前苏联的第三代轨道空间站。3月15日，“联盟”T15号飞船与它对接，宇航员及工程师进入“和平”号空间站工作。7月16日，宇航员基齐姆和索洛维约夫结束了125天的宇宙飞行，回到地面。“和平”号轨道空间站仍在太空自动飞行。
“发现”号宇宙飞船拍摄的“和平”号空间站“和平”号轨道空间站还有一个豪华的生活场所，它第一次使宇航员有单人房间，房间内有睡袋、椅子和桌子，宇航员可随时伏案书写宇航日记。还可以用桌子上的电炉烹调自己吃的食物。由12人组成的定期轮换的标准航天队伍，可长期舒适地在站内生活和工作。
“和平”号轨道空间站接待了很多宇航员、科学家、医生和工程师，进行物理学、化学、医学、工程等各方面的科学实验。有些人在“和平”号轨道空间站工作和生活很长时间。1987年2月6日，前苏联著名宇航员尤里·罗曼年科进入空间站，进行了天文学、物理学、工艺学、地球物理学等科目的科学实验1000多次，绕地球飞行5000多圈，于12月9日返回地面，连续在太空飞行326天，创造了人类航天史上长时间飞行的最高纪录。