（一）水鹽代謝平衡的改變
在太空飛行中，由於體液的頭向分布從而引起機體的神經反射和內分泌及心血管係統的功能變化，使得機體內水和電解質代謝平衡發生一係列的變化。在航天飛行後的體檢中發現，大部分航天員的體重是減輕的。前蘇聯14名“聯盟號”航天員飛行後體重平均減輕2.7公斤，美國15名“阿波羅”號航天員平均減輕3公斤。航天員體重減輕是由於體液的喪失和肌肉質量的減少。飛行初期體重的減輕主要是由於體液的喪失。進入失重環境後，人體水分迅速喪失，1～2天內水分的喪失可達1.0～1.4升，然後穩定在已降低的水平上。“天空實驗室”9名航天員水喪失量平均為1.1升。體液的喪失包括細胞內液和細胞外液的喪失。細胞外液由血漿和間質液組成，航天實踐證明失重可引起血漿容量明顯減少，減少的程度與飛行時間無關。失重飛行初期間質液是減少的，但經過一段時間，間質液可恢複到原有的水平。故長期飛行時水的喪失主要是血漿容量的減少和細胞內液的丟失。機體內的電解質如鈉、鉀、鈣和磷等在航天飛行中都會出現不同程度的丟失，特別是鉀和鈣，它們的丟失隨著飛行時間的延長漸趨嚴重。這種航天失重時水和電解質的負平衡，可以保證人體更快地適應失重環境，但同時它對人體的正常生理功能，尤其是返回地球後對地麵重力環境的再適應能力有一定影響。航天飛行引起的血漿容量和循環血量減少，使人在返回地球後心血管係統的負荷增加，從而易出現立位耐力降低，也就是我們經常見到的航天員返回後不願意站立，願意躺著出艙的現象。此外，由於鉀和鈣對機體生理係統功能的穩定具有重要作用，在航天飛行中鉀的減少將使心肌細胞的興奮性增高，容易引起心律不齊和心電圖的變化。而鈣是骨骼中最主要的無機鹽，鈣的減少可引起失重性骨質疏鬆，嚴重者可導致骨折、腎結石、軟組織鈣化以及影響機體的其它生理功能。
（二）心血管係統功能的改變
心血管係統是我們機體中較為重要的係統之一，機體內所有組織及細胞的營養代謝都需要通過心血管係統來完成。如果心血管係統功能出現了不良改變，將直接和間接地影響航天員的健康狀況和工作能力。在航天飛行中，由於航天員遠離地球，從事的工作有一定的危險性，並且工作的負荷遠高於在地麵時的工作，航天員的心率一般都高於航天飛行前水平，血壓的變化不明顯。通過采用醫學監測設備檢查發現，在航天飛行中航天員心電圖的變化比較明顯，一些航天員在飛行中出現T波下降和心律紊亂，尤其運動、下體負壓訓練、出艙活動時更易誘發這些變化。例如，前蘇聯參加長期飛行的16名“和平”號空間站上的航天員，飛行中都出現T波幅度的降低，美國“阿波羅15”號登月艙的航天員在軌道飛行和月球表麵工作時出現了多發性期前收縮。
在航天飛行中，心髒的形態和功能也發生了改變，心肌的質量會減少，如用超聲心動圖測量了兩名航天飛行84天的航天員，左室心肌的估計質量減少了8%。這使得航天醫學家們擔心航天失重會引起心髒出現病理性的改變，因此在航天和地麵模擬失重的動物模型中進行了大量的科學實驗。對多種動物（鼠、猴、兔）的模擬失重研究表明，在這些動物的心髒中心肌細胞可出現細胞水平和分子水平的變化，如心肌毛細血管中出現了內皮細胞的胞漿腫脹，並形成不同體積的胞漿空泡，內皮細胞內的線粒體數量減少，內皮細胞破裂，心肌發生萎縮等變化。這些變化對心肌的收縮功能是有不良影響的，實驗證明航天失重環境下心肌的收縮功能是下降的。如“天空實驗室”上的航天員在航天飛行後臥位、運動和下體負壓時都有明顯的心髒射血期縮短、等容收縮期延長的現象。
航天失重引起的心血管功能失調對航天員的健康和工作能力有一定的影響，主要表現為航天員的立位耐力和運動耐力明顯下降。幾乎所有的航天員在航天飛行中和飛行後都出現明顯的立位耐力下降，航天員返回地麵後，常常感到有2～3倍體重的重量壓在身上，感覺站立吃力，甚至會發生暈厥。一些航天員在返回後，需用擔架抬到救護車上。部分航天員的恢複較慢，在返回後2～3天內都不能站立。而航天員運動耐力的變化不盡相同，這與在航天飛行時采用的防護方法有關。一般而言，運動耐力的下降表現為運動量和耐受時間明顯減少，運動時的心率、耗氧量、心輸出量等指標的變化也有別於正常狀態時的反應。
（三）肌肉係統功能的改變
肌肉係統在機體上的作用是眾所周知的。通過骨骼肌，我們可以對抗地球重力的作用，通過收縮和舒張肌肉來完成各項生理運動；通過平滑肌，我們的血管才富有彈性，我們的胃腸才能蠕動；通過心肌，我們的心跳才能如此有力。在航天環境下，失重對肌肉係統也有著不良的影響，特別是對骨骼肌的影響最為明顯。在失重情況下，人體是自由漂浮在航天器內的，航天員如果要從航天器的這一端到另一端去，根本就不用費什麼力，隻需在艙壁上用手指頭輕輕一點，身體就漂了過去。而拿東西時也是一樣，在地球表麵上很重的物品，在航天器中隻需輕輕的一托，就可以舉起來。所以，在這樣的環境中，人體內的許多骨骼肌是發揮不了它們在地球表麵上時的作用的，那麼，機體為了適應新的環境，就會逐漸廢除這些肌肉，肌肉就要出現萎縮，從而導致結構和功能的改變。航天失重時各肌肉群萎縮的程度與其在地麵時的對抗重力作用和運動時的反應有關，在航天飛行中對抗重力的肌群和運動時的慢反應肌群的萎縮最明顯，表現為肌肉質量和體積減少、肌纖維直徑縮小以及慢反應肌群向快反應肌群的轉化，但總的纖維數量不變。這些變化可引起肌肉的工作能力、力量、耐力和協調性的下降。航天飛行7～10天後，80%航天員的手肌力量減少了4～22公斤，腿肌力量的減少比手肌更多，部分肌群易疲勞無力。在航天飛行的頭幾天，肌肉群的協調性較差，完成某種操作動作的時間延長，並且不易判斷肌肉用力的大小，往往用力過度。這些都給航天員在飛行過程中的工作帶來不良的影響，如出艙飛行進行衛星的維修與回收，進行空間站的維修等都要消耗較大的體力負荷，肌肉群的疲軟和不協調將使這些工作更加難以完成。