航天员能力特性一般包括操作能力和认知能力等。由于太空失重特点，导致航天员能力特性与地面相比有很大的差异，既有比地面环境增强的能力特性，也有比地面环境降低的能力特性。这些能力特性是载人航天任务工程设计与研制的重要依据和指导，也是人机功能分配设计的基础和前提。

航天员能力特性主要有：①外形尺寸的变化。人体脊椎骨间由于没有重力，呈舒展状态，为此在轨航天员的身高将比地面环境下高3%左右（见图）。②生物力学的变化。由于缺乏重力吸引，双脚自然离开工作环境底面，身体悬浮在空中，不能如地面状态的正常行走，部分肌肉发生形态变化，出现骨丢失、肌萎缩现象，导致人体生物力学的变化。③感觉特征的变化。各种感觉功能，尤其是感受重力刺激和参与空间定向的感觉功能，会产生不同程度的变化，主要包括空间失定向错觉和空间运动病。④控制特征的变化。由重力引起的肌肉传入冲动减弱，严重影响航天员的运动控制能力，动作失去协调，航天员须根据经验，不断地靠意识和注意来调整和修正控制动作。⑤神经生理的变化。动物实验已揭示航天条件下脑功能的变化，与生物应激功能有关的下丘脑视上核中分泌神经元的活动增强，细胞质中分泌颗粒呈弥散式分布，而神经元中蛋白质浓度和核糖核酸浓度下降；与运动协调功能有关的小脑蒲金野细胞中核糖核酸含量发生明显改变，在脊髓运动神经原中蛋白质浓度也有一定变化。⑥心理特性的变化。航天特因环境下人体功能发生一系列变化，情绪紧张是航天员心理特性的一个重要方面。在飞行的关键阶段，如起飞、返回、出舱活动、从一个飞船过渡到另一个飞船时，都有明显的情绪紧张。另外在出现某种事故情况下，例如，自控系统失灵、通信中断、系统故障等，都会使航天员情绪紧张，心理负荷增高。⑦睡眠特性的变化。航天员睡眠功能会不同程度的发生紊乱，睡眠、觉醒和昼夜节律仍是航天认知工效研究的重要内容。

失重环境下人体脊椎骨间呈舒展状态