Die Methoden, mit denen Astronauten im Weltraum atmen, hängt von der Mission ab, aber sie verwenden normalerweise entweder Elektrolyse von Wasser oder Drucksauerstoff aus Tanks, der in die Atmosphäre gepumpt wird. Raumanzüge und das Innere des Weltraums Schiffe werden unter Druck gesetzt, sodass die Lungen der Astronauten normal funktionieren können.
Bei frühen Missionen wie dem Apollo-Programm verließen sich Astronauten hauptsächlich auf unter Druck stehende Sauerstoffkanister. Die relative Beständigkeit der Internationalen Raumstation erforderte jedoch eine andere Lösung. Astronauten auf der ISS verwenden Strom von den Sonnenkollektoren der Station, um die Sauerstoff- und Wasserstoffmoleküle des Wassers zu trennen und Sauerstoff zu erzeugen, der dann in die Station gepumpt wird. Der überschüssige Wasserstoff wird in den Weltraum abgelassen.
Die ISS-Astronauten haben Backup-Optionen für den Fall, dass mit der Elektrolyseausrüstung etwas schief geht. Sie halten einen Vorrat an Sauerstofftanks bereit. Diese Tanks sind auch die Sauerstoffquelle für Raumanzüge, die bei Weltraumspaziergängen sowie bei Starts und Landungen von Shuttles verwendet werden. Schließlich haben Astronauten einen Vorrat an Perchlorat-Kerzen. Dies sind eigentlich Metallkanister voller Lithiumperchlorat. Wenn der Astronaut an einer Nadel zieht, wird eine chemische Reaktion ausgelöst, die Sauerstoff produziert.
Die Luft wird durch Überwachungsmaschinen und Filter sauber und atmungsaktiv gehalten, die überschüssiges Kohlendioxid und andere Abgase aus der Luft entfernen, bevor sie sich auf giftige Werte anreichern können. Diese Abgase werden auch in den Weltraum geleitet.