維持載人航天器密閉艙內大氣環境，保障太空人安全、生活和工作的綜合措施和設備。生命保障系統一般分為固定式和可擕式兩種。裝在座艙內並有調溫、調濕、調壓、供氧、供食、大氣淨化等設施的為固定式，供太空人在艙內生活和工作使用。太空人出艙活動、登月或登其他星球考察則使用可擕式生命保障系統。載人航天器生命保障系統是在飛機環境控制系統和生物衛星生命保障系統的基礎上發展起來的。它除包括壓力、溫度、濕度、供氣和空氣分配等環境控制系統外，還設有太空人系統，即太空人的飲食、休息、、睡眠、排泄等日常生活保障系統。此外，航天器與飛機的艙外環境不同，其環境控制系統也有差別。自從1961年蘇聯航天員Ю.А.加加林乘“東方”1號飛船進入宇宙空間以來，航天任務的內容不斷擴展，續航時間增長，航天員不僅要長時間在艙內工作，而且還要出艙活動，在空間行走，直至登月探索。載人飛船、航天站和航天飛機的生命保障系統日趨復雜和可靠，已能滿足多乘員、長時間、重復使用的航天任務要求。
載人航天器生命保障系統由6個分系統組成：載人航天器環境控制系統、載人航天器氣體貯存系統、航天員供水和水處理系統、航天食品、航天員廢物處理系統和航天服。蘇聯“東方”1號飛船的生命保障系統是一種較簡單的短時間的綜合保障裝置。密閉艙內大氣壓力和氧分壓接近地面標準，二氧化碳濃度低於0.5％，艙溫保持12～15°C，相對濕度為45％～65％，艙內裝有上述各項參數的檢測設備，為航天員提供信息並向地球站傳送遙測信號。利用堿土金屬的超氧化物吸收艙內和人體排出的二氧化碳，同時釋放氧氣，供航天員呼吸。調溫裝置和空間輻射散熱器組成溫度控制系統，以調節艙內溫度。艙內濕度靠控制去濕裝置的氣體流量來調節。航天員的食物是鋁管包裝的肉糜、果醬等膏糊狀食品，進餐時用手擠壓管壁，通過進入管將食物送進口中。在航天服加壓情況下，可通過頭盔食孔進食。加加林穿的航天服是一種結構簡單的艙內服裝，具有加壓和通風功能。
美國“阿波羅”11號飛船載有3名航天員，續航14天。它有3套比較復雜的生命保障系統，分別設在服務艙、指揮艙和登月艙內。艙內采用100％的純氧環境，為防止火災，起飛前註入一些氮氣。座艙壓力調節器保持指揮艙內壓力為34×103帕（0.34公斤力/平方厘米）。一旦艙體驟然泄壓，應急供氧系統立即大流量供氧，維持座艙5分鐘的安全壓力，以保證航天員穿好航天服。溫度控制系統具有兩個獨立的冷卻回路，冷卻介質乙二醇經離心泵循環流動，把人和設備產生的熱量通過空間輻射散熱器向空間輻射散熱。航天服回路中的二氧化碳和臭氣凈化裝置由兩個裝有氫氧化鋰和活性炭的凈化筒組成，兩者交替工作。凈化後的氣體餘熱通過冷凝器由乙二醇帶走，氣體中的水汽通過水汽冷凝分離器變成冷凝水，周期地排入廢水箱。主氧源是超臨界壓力低溫貯存的液態氧。供水系統的水源來自氫氧燃料電池的副產品，經凈化處理後供航天員飲用。航天員食物是袋裝的各種脫水食品，加水後食用，味道接近地面膳食。睡覺使用睡袋。人體排出的廢物經收集後貯存。登月服是具有液冷降溫結構的艙外用航天服。服裝背包內裝有便攜式生命保障系統和通信系統。便攜式生命保障系統（圖1）是一個自成體系的小背包，背在航天員身上，它為登月活動的航天員提供呼吸用氧、溫度濕度控制、二氧化碳和廢氣凈化，能保證航天員在月球上工作4小時。通信系統裝在背包內。
航天飛機生命保障系統具有更高的可靠性，增加瞭關鍵分系統和組、部件的備份。航天飛機軌道器座艙采用與地面相同的壓力和大氣成分。艙壓為0.1兆帕（760毫米汞柱），氧分壓為21332帕(160毫米汞柱)，二氧化碳分壓保持667帕(5毫米汞柱)。相對濕度為17％～85％，艙溫為18～27°C。濕度控制采用雙級水分離機構。溫度控制比較復雜，座艙廢熱通過熱交換器傳至水循環回路，再經液-液熱交換器傳到氟利昂冷卻液管路，最後由空間輻射散熱器向空間散出。空間輻射器是軌道運行段的主要散熱設備。霧化式水蒸發散熱器是3萬米以上高空的輔助散熱設備，4萬米以下的返回段采用氨蒸發散熱器作為散熱設備。航天飛機的進餐設施已比較齊全，機上設有廚房，可以貯存食品，提供飲用水和食物加熱。此外，備有餐桌、食物盤等進餐必需品和鹽、調味汁、紙等。航天員的食物有脫水食品、飲料和紫外線輻照過的中等含水量天然食品。航天員用帶子系住睡在床上。航天飛機生命保障系統最有特色的是艙外活動裝備，它背在航天員背上，加上小火箭作為控制裝置，人類能第一次不與其他裝置相聯系，自由地在空間活動和工作。這種艙外生命保障系統由氧氣通風系統、冷凝濕度控制系統、供水系統、液體傳輸系統、高壓氧源和告警裝置組成。未來的星際旅行或長期在空間站生活必須有一個密閉生態系統，以維持人類需要的基本物質，供應足夠的氧、水和食物。將植物帶上軌道，並創造人工的地球環境，則在軌道上就能建立密閉的生態系統（圖2），人類就可以長期在太空生活。
