Os métodos que os astronautas usam para respirar no espaço dependem da missão, mas geralmente usam eletrólise de água ou oxigênio pressurizado de tanques que é bombeado para a atmosfera. Trajes espaciais e o interior do espaço embarcações são pressurizadas, permitindo que os pulmões dos astronautas funcionem normalmente.
Nas primeiras missões, como o programa Apollo, os astronautas confiaram principalmente em botijões de oxigênio pressurizado. No entanto, a relativa permanência da Estação Espacial Internacional exigia uma solução diferente. Os astronautas da ISS usam eletricidade dos painéis solares da estação para separar as moléculas de oxigênio e hidrogênio da água, criando oxigênio que é então bombeado para a estação. O excesso de hidrogênio é liberado para o espaço.
Os astronautas da ISS têm opções de backup caso algo dê errado com o equipamento de eletrólise. Eles mantêm um estoque de tanques de oxigênio disponível. Esses tanques também são a fonte de oxigênio para trajes espaciais, que são usados durante caminhadas espaciais, bem como decolagens e pousos de ônibus espaciais. Finalmente, os astronautas têm um estoque de velas de perclorato. Na verdade, são latas de metal cheias de perclorato de lítio. Quando o astronauta puxa um alfinete, ele provoca uma reação química que produz oxigênio.
O ar é mantido limpo e respirável por máquinas e filtros de monitoramento, que limpam o excesso de dióxido de carbono e outros gases residuais do ar antes que eles atinjam níveis tóxicos. Esses gases residuais também são liberados para o espaço.