航天食品從本質上講與地麵普通食品一樣，都是為人體提供能量和營養的。但為了節省飛船的空間和發射時的有效載荷，航天員攜帶的航天食品應盡可能重量輕，體積小，營養高；為了方便航天員在太空失重條件下進食，防止食物在飛船艙內四處漂浮，又把航天食品加工成“一口吃”食品。為了減輕飛船艙內的廢物收集係統的負擔，航天食品都不含殘渣，如骨、刺、皮、核、殼等。航天食品及包裝必須能經受住航天特殊環境因素的影響，如衝擊、振動、加速度等的考驗而不失效。航天食品還必須符合失重條件下航天員生理改變的要求，如航天食品要針對航天員生理改變指數對膳食的營養素作適當調整：肌肉萎縮則要求食品必須提供充足的優質蛋白質；骨質丟失則要求食品必須提供充足的鈣以及適宜的鈣磷比例和維生素D；飛行初期航天食品的脂肪量不宜太高，以免加重空間運動病的症狀；為防止心血管係統功能失調，又要求限製航天食品中鈉的供給，保證鉀的供給等。在太空生活中，航天員們還可以吃到極富特色的家常菜。
（一）航天食品成長記
據俄羅斯科學院醫學生物學問題研究所食品研究室主任亞·阿古列耶夫介紹，早在1994年俄美就聯合研究過航天食品。不過，前蘇聯早在60年代初就開始了這項工作。
第一批航天食品陳列在加加林市的航天博物館內，透過玻璃可以見到40年前生產並食用的裝有咖啡、湯和軟糖的軟管。現在航天員食用的東西已經有了根本的變化。
最早研製航天食品時人們認為，航天食品應當有更高的生物活性和熱量，而且要高度濃縮。這些食品應能吸食，進入胃腸道後要很快被吸收，產生的殘渣要盡量少，因為空間站盛放廢棄物和排泄物的空間十分有限。研究人員曾設想把食品製成片劑，以便航天員隨時取用，又不會影響工作。
片劑沒有製成，後來罐頭食品廠根據醫學家的建議，研製出了用軟管裝的三道菜。1961年8月，前蘇聯第二個太空人季托夫首先食用了這種新食品。他在太空飛行25小時用餐3次。季托夫回到地麵後說飛行時他感到頭暈，醫學家還認為是失重引起的，而營養學家則認為是吃不飽造成的不適。
後一個說法其實更有道理。想想看，太空餐的頭一道菜隻是一杯蔬菜湯，第二道是肝泥，最後一道是一杯黑漿果汁。一個健康的小夥子在太空這樣的特定環境中，營養又跟不上，自然會頭暈。
為了保障航天員的正常工作狀態，航天食品中加進了牛舌、鯡魚餡餅、烏克蘭紅菜湯、煎肉餅和雞排……摩爾多瓦負責研製甜食，製成了20多種果汁、15種果肉條、水果泥和蔬菜沙司。用葡萄製成的維生素片不僅十分可口，而且不用喝水就能在口內溶化。
由維·波赫廖布金配製的混合茶（印度紅茶加上撒馬爾罕綠茶）曾使前蘇聯航天員薩維內赫在太空飛行的準備期間精神振奮。
前蘇聯時期對航天食品的研製高度重視。這些食品都不是成批生產的，質量無懈可擊，而且絕對無毒，微生物的含量有嚴格控製。航天食品應當能在常溫下長期保存。這是因為空間站沒有冰箱，即使有容量也有限，而且還常出故障。為了試驗食品的保鮮期，研究人員把它們放在特製的密封容器中，然後在模擬的太空環境裏保存，定期取出化驗。試驗很費時間，如果食品上注明保質期為3年，那麼它起碼經過了3年時間的存放試驗。
對航天食品的要求超過了為最高領導人提供食品的要求。專為前蘇共中央供應肉食的米高揚肉品廠為航天員製作的熏腸還沒有達到航天食品檢驗部門的要求。
20世紀80年代初是前蘇聯航天食品工業的頂峰。當時已經能夠製造260種航天食品。可惜改革開始後，這個部門走了下坡路，食品種類減少到了50～60個。要維持這樣的部門必須有政府的撥款，可是隨著經濟衰退，加上航天員人數劇減，當然難以繼續維持。
1991年至1992年的情況更糟。雖說碳水化合物、脂肪和維生素含量依然符合要求，但是食品單調，航天員有意見，研究人員千方百計找錢繼續科研工作。恰好這時候，有關“和平”號和美國航天飛機的俄美“戈爾-切爾諾梅爾金”聯合計劃出台。這一計劃中就包括了在航天食品領域進行合作。這對俄羅斯來說是使航天食品多樣化的機會，對美國來說則是吸取經驗的好時機。
在這之前，美國航天員在太空停留的最長時間是90個晝夜。他們使用的是經過深凍的食品。這種食品雖比罐頭強，但“和平”號從未用過。它需要有冷凍箱，“和平”號第8個乘員組曾帶過一個上天，但不久冷凍箱就不能工作了。
美國解決這個問題比較容易，航天員的食品都是成批生產的，隻是在給航天員食用前，進行了深加工和重新包裝。可是俄羅斯卻不行，國家明文規定航天員的食品必須由指定單位單獨製作。
目前，俄美航天食品的合作進展正常，不同的航天員享用的食品是不同的。準備提供給航天員的食品由俄美兩國航天員分別品嚐並打分，最高10分，低於5分的淘汰。然後由營養師開出8天的食譜，每8天循環一次。專家特別注意為第一次上天的航天員選配食譜。盡管在太空中人的味覺不會有特別大的變化，但細微的差別還是存在的。有的人本來不吃奶渣和水果羹，可是在太空中居然視之為美食；本來愛吃的雞，卻連碰都不碰。
現在航天員在太空中吃些什麼呢？幾乎同地麵上完全一樣：黑麵包、蜜餅、火腿、酸甜汁的豬肉、鵪鶉、波蘭式梭魚、俄羅斯奶酪、鱘魚、蔬菜湯和紅菜湯、草莓、餅幹、巧克力、茶和咖啡。航天員再也不用從軟管中吸食了。它們用特製的器皿包裝，可以直接放在有加熱設備的工作台上，有的用聚合物包裝。連第二道菜都不必吸食，可以用勺或叉子取食。
航天員還能吃到新鮮水果和蔬菜，不同的是，美國人愛吃洋橙、桔子或檸檬，俄國人喜歡蘋果、西紅柿和蔥蒜。
核桃仁奶渣是俄美航天員都酷愛的食品。獲得科學家好評的有可以幫助體內廢物排泄的沙棘汁、蜂蜜和抗氧化劑製成的飲料。冷熏馬肉令航天員食欲大振。波利亞科夫曾經在太空中利用廢食品盒做模子，用餅幹、榛子和甜奶渣做了一個蛋糕，讓太空中的同行美餐了一頓。
空間站是不供應酒類的。不過，“聯盟”號上曾提供過用刺五加釀成的酒精飲料，遇到重大節日還能喝到裝在軟管裏的白蘭地。20世紀80年代起專家發現即使極少量酒精都會影響航天員的工作能力，從此就不再供應酒類了。
（二）航天飲食製度
航天飲食製度是根據航天員生活、工作和鍛煉情況，合理安排每天進餐次數、每餐食品量和熱能供給量、進餐時間間隔以及進餐與其它活動時間間隔的一種規定。合理的飲食製度是保證航天員健康和工作效率的重要環節，也是編製航天食譜的重要依據。前蘇聯和美國都製定了航天飲食製度，如“禮炮6”號任務中規定：每天4餐，正餐（第三餐）食品量與熱能供給量較高，各餐間隔時間為3～5小時，鍛煉後進餐應間隔15～20分鍾，進餐後鍛煉應間隔1～1.5小時，需要緊張腦力勞動的關鍵工作不得早於餐後1～1.5小時進行。美國采用每天三餐的製度。
（三）航天食譜計劃
航天食譜計劃是按一定原則將航天食品搭配成航天膳食的計劃。主要原則為：1 符合營養素供給量標準和航天飲食製度；2 盡量符合航天員的飲食習慣與愛好；3 符合工程（質量、體積、尺寸和電耗）限製。為了避免單調，航天食譜應有一定周期，在一個食譜周期內，除少數品種外，多數食品不重複安排。短期航天（如航天飛機STS-1～STS-8）采用了4天周期食譜，但自STS-9起就取消了周期製。長期航天（如“天空實驗室”和“禮炮”號）采用了6天周期食譜。
食譜是預先設計好的，可以提供給每位航天員必需的維生素、礦物質和能量。在發射前的幾個月，航天員就可以品嚐菜單中的食物和飲料，為他們自己挑選每天的食物，再由營養學家評估是否滿足營養的平衡補給，最後製定為食譜。