航天器在引力场的作用下自由飞行，理想条件下质量中心应当处于“零重力”状态，加速度为0。但是在航天器在实际运行中，常会受到非引力的作用或干扰，使得航天器实际存在微小的加速度。这些干扰源主要包括残余的大气阻力、航天器变轨机动或姿态调整时产生的推力、航天器绕质心的转动、航天器部件运转的振动、载人航天器中航天员的走动、重力梯度等。航天器中的微重力环境并不是太空的自然环境，而是由于航天器运动而导致的一种诱发环境，是相对于航天器中的失重或“零重力”环境而言的。

在微重力环境下，抵抗重力的支持力很小，人或者物体受到很小的力就会漂浮起来，不能像在地面一样站立或移动。气体和液体几乎不会分层，液体表面张力起主导作用，推进剂里面充满了气泡，使得发动机无法正常工作。空气自然对流微弱，密封舱内的大气流动很慢，大气成分和温度很不均匀，给航天员呼吸带来很大的危险。人的平衡器官、血液循环系统、运动系统都会受到影响。

为了在微重力环境下正常工作，航天器采取了许多特殊措施。例如，所有物体必须固定，并且严格控制带入或产生没有固定的多余物；推进剂等液体储箱采用膜片隔离气体和液体，或利用表面张力保证出口始终有液体浸泡，甚至利用小发动机工作制造低重力环境，使推进剂沉底；利用风机在航天器内部实现气体强迫对流，保证各处的大气成分和温度均匀；通过运动锻炼、特殊服装或药物降低微重力对人体的影响。

人们利用航天器中的微重力环境，制造出具有理想球形的滚珠，冶炼出不同密度组分均匀的合金，生长出结构完整、不含杂质的大尺寸单晶，加工出薄如蝉翼的金属膜和细如头发的金属丝，提取高纯度的生物药品，开辟了空间材料加工和空间生命科学等新的空间应用于空间科学领域。