主要功能是保障航天器乘员舱合适的大气总压和氧分压，维持适宜的大气温度和湿度，清除人体代谢产生的二氧化碳和其他有害气体，收集管理人体排除的尿便，实现饮用水、卫生用水、冷凝水和生理废水等的综合管理。

载人航天器环境控制与生命保障系统据所采用的环控生保技术大致可分为3类。第一类采用非再生式环控生保技术，即非再生式生命保障系统。乘员舱各舱段配置大气压力和成分控制、通风净化、温湿度控制、水管理、废物收集与处理等环控生保设备。人体所必需的氧气、水，以及净化空气所需的二氧化碳吸收剂、有害气体净化剂等消耗品均由地面携带，一次性使用后废弃。非再生式环控生保技术适用于短期飞行的载人航天器，如载人飞船、航天飞机等。舱外航天服使用的便携式生命保障系统也属于非再生式生命保障系统。第二类采用物化再生式环控生保技术，即物化再生式生命保障系统。对于长期飞行的载人航天器，利用物理-化学方法，采用冷凝水、卫生用水和人体尿液收集和净化处理技术，二氧化碳收集、浓缩和还原技术，水电解制氧技术、吸附剂脱附技术等，实现水、氧气等主要生命保障物质以及部分净化吸附材料的再生循环利用，保障载人航天器密闭空间内物质流和能量流的平衡调控，提高物质再生循环利用的闭合程度，以减少消耗性生保物质的地面补给负荷，最大限度地降低载人航天器的运行费用。第三类采用生物再生式环控生保技术（受控生态生保技术），即受控生态生命保障系统。在第一类和第二类环控生保技术基础上，引入受控生态概念和生物技术，利用生物部件，例如植物的光合作用、蒸腾作用，微生物的降解作用等，参与氧气和水的再生循环利用，参与人体生理废弃物、餐余废弃物和植物不可食部分的处理与转化应用，同时为乘员提供大部分的食物，提高系统中水、氧、食物的供应和再生的闭合度，最大限度地减少对于地面补给的依赖。该技术适用于未来地外星体（如月球、火星）载人探测基地新型环控生保系统的建立。生物再生式环控生保技术尚处于基础研究和概念设计阶段。中国、美国、俄罗斯、加拿大、日本等建成了一定规模的地面演示验证系统和实验基地，并在近地轨道载人航天器上开展了某些小尺度的试验研究。

载人航天器环境控制与生命保障系统是一个典型的人-机-环境工程系统，并与航天医学工程学、航天工效学（又称航天人因工程）有着紧密联系。①系统设计参数需与人体代谢参数匹配。航天中平均每人每天正常活动会产生10465～11720千焦（2500～2800千卡）热量，消耗0.8～0.9千克氧气，摄入水量约3千克，呼出二氧化碳约1千克，呼吸道和皮肤会排出约1.6千克水分，排尿约1.5千克。为此，载人航天器环境控制与生命保障系统要供应相应量的人体生命所必需的物质，回收相应量的废弃物和废热。②系统必须满足人的安全和工效性要求。无论在正常运行还是应急情况下，乘员舱总压不得低于安全要求的下限，压力变化速率不得造成耳气压不适，并减少高空减压病发生概率；氧分压控制范围要保证人的氧摄入量和血氧饱和度，还应避免氧浓度过高导致氧中毒；二氧化碳分压不能超过限值，不能造成人的意识和认知功能下降；温度、湿度和风速控制应保证人体热舒适性，避免持续超过限值而导致人的热应激反应；乘员舱大气和水中的微量有害物质应控制在允许范围之内，防止其在人体中沉积而发生健康问题等。③系统需要解决气、液流体的微重力适应性问题。在空间微重力环境下，不能再借助重力作用实现气液分离，需要利用液体的表面张力以及与之相关的毛细力、离心分离和膜技术等，开发特种材料和专门装置，实现微重力环境中气、液流体的有效管理；微重力环境下，气体的热对流极大减弱，需要采用强迫对流的方法提升热控制效率和气体净化的均匀性。同时，针对上述技术措施，应开发出在地面进行微重力适应性评价的实验方法和合格判据。④系统需要实现良好的人机界面和可维修性。据统计，载人航天器环境控制与生命保障其系统的在轨维护、维修时间约占“国际”空间站总维护、维修时间的40%，需要通过仿真分析、人因设计、地面模拟试验和飞行试验，形成良好的人机界面，方便航天员在微重力环境中使用、维护和维修。