Los astronautas operan naves espaciales, organizan operaciones, realizan reparaciones de equipos y trabajan con científicos en proyectos de investigación. Un equipo de naves espaciales de la NASA consta de alrededor de cinco astronautas, cada uno con funciones específicas.
Cada nave tiene un comandante y un piloto; Ambos son responsables de supervisar el vuelo. El comandante tiene la autoridad principal y su trabajo consiste en supervisar la misión y garantizar la seguridad de los miembros de la tripulación durante el vuelo. Maneja la nave con la ayuda del piloto.
Los especialistas de la misión realizan diversas tareas diarias para mantener el vehículo funcional y habitable para la tripulación, incluida la programación de las actividades de la tripulación, el equipo de monitoreo y la gestión del inventario de alimentos. Trabajan junto con especialistas en carga útil, que a veces se incluyen en misiones espaciales para llevar a cabo tareas inusuales. Los especialistas en misiones también están capacitados para reparar equipos de última generación mientras se encuentran en el espacio. Realizan reparaciones en el exterior usando un sistema de manipulador remoto o haciendo caminatas espaciales, lo que significa que salen de la nave espacial. Los pilotos suelen ayudar a los especialistas en misiones al reparar equipos y recuperar satélites.
Si bien los astronautas no están directamente a cargo de administrar los proyectos de investigación, su asistencia es esencial para el trabajo de los científicos. Ayudan a los científicos a mejorar el diseño de la investigación utilizada en el espacio y dan consejos sobre cómo afrontar situaciones difíciles.