總體來說，航天員的實驗主要在兩個方面：一方面，航天員可以在太空完成很多在地面無法完成的任務，包括技術應用和科學實驗研究；另一方面，航天員能對航天器實施有效的監督、控制、操作和管理，發揮人的主觀能動性，提高航天飛行的安全性和可靠性，出色地完成飛行任務。

有一些實驗內容是十分有趣的。

6萬水母的重力測試

20世紀90年代，為了研究重力效應，NASA在太空船上搭載了6萬隻水母，那些在太空中防禦的水母一旦返回地球，就無法適應地球的環境，也就無法正常的遊動。

價值上億的尿液迴圈系統

在2009年宇航員成功回收了利用了尿液，使其變成了安全的飲料，有朝一日這套花費2.5億美元的尿液迴圈系統可以用於月亮和火星的基地。

太空中的玫瑰香

早在1998年NASA和IFF香水公司將一支玫瑰，送上太空，已查明玫瑰在太空環境下的香味是否有所不同，重力改變，影響了植物油對環境的依賴，太空環境讓玫瑰的香味更加濃郁。

沙門氏細菌的微重力測試

2006年，為了測試微重力的影響，沙門氏菌被帶入太空，返回地球后，這些沙門氏菌被注入老鼠的體內，對比發現這批老鼠的死亡率要比注射地球上繁衍的沙門氏菌的老鼠死亡率要高。