Az állatokkal, növényekkel és természetesen az űrhajósokkal végzett programok közül a legkiemelkedőbbek a főként élettani megfigyelésekre létrehozott űrállomások. A Szovjetunió a Szaljut-programmal, míg az USA a Skylab-programmal vizsgálta először azt, hogy az emberre milyen hatással van a súlytalanság hosszú időtartamú repüléseknél. Később egy nagy nemzetközi összefogással elindult az ISS, és a mai napig is működő űrállomás építése. A Nemzetközi Űrállomáson zajló kísérletek célja többek között, hogy elég tapasztalatot szerezzenek az űrkutatás következő lépcsőfokát jelentő marsi repüléshez, vagy egy állandó holdbázis létrehozásához. Az élettani kísérleteken kívül természetesen más is zajlik az űrállomásokon, mint például ipari kísérletek, növény- és állatkísérletek, földmegfigyelés, vagy akár katonai tevékenység is, a fő profil mégis az űrprogramok továbblépéséhez szükséges alapok lefektetése.
Az első űrbeli élettani kísérletek állatokon zajlottak, ők voltak azok akik megtapasztalhatták, hogy mire lehet odakint számítani. Először muslincákat küldtek az űrbe az 1940-es évek elején, majd a '40-es évek végétől az '50-es évek elejétől a gerincesek is meghódíthatták a világűrt. Eleinte sajnos nem tértek vissza élve a Földre a különböző technikai meghibásodások miatt, de az idő előrehaladtával egyre több állat élte túl a nagy kalandot. Az egyik talán leghíresebb állati asztronauta valószínűleg Laika kutya, aki 1957. november 3-án a Sputnik-2 rakétával repült. Sajnos sokáig nem élte túl a sikeres visszatérését, mert leszállása után néhány órával életét vesztette. 1951-ben 11 darab egérke utazott együtt Yorick majommal az Aerobee fedélzetén. A majom szerencsésen túlélte az űrutazást, de az egerek csak a Cincin-mennyországba érkeztek. 10 évvel később, élve érkezett vissza az összes állat a Földre egy mű-űrhajós, Ivan Ivanovich-al együtt. Ekkor utazott először tengerimalac is az űrbe, többek között Chernushka kutya, hüllők és egerek társaságában a szovjet Szputnyik-9 űrhajó fedélzetén.
1985-ben gőtéket küldtek fel az űrbe, hogy megnézzék hogyan működik a regenerációs képességük odakint, levágták elülső végtagjaik egy részét. Köztudott, hogy a kétéltűek többsége képes visszanöveszteni a farkát, a felső és alsó állkapcsát, a retináját, a szívének egy részét és a végtagjait. A kutatóknak nagy meglepetésükre az űrutasok a kísérlet folyamán villámgyorsan visszanövesztették elvesztett végtagjaikat, így kiderült, hogy rájuk a súlytalanság e téren nincs hatással.
1970-ben békák és halak álltak a tudomány szolgálatába. A kutatók tanulmányozni akarták, hogy hogyan reagál a belső fül irányítása az egyensúlyra a súlytanság állapotában. A hosszabb utazások megterhelő hatásainak vizsgálatait a teknősök jól bírták, csak csekély súlyvesztéssel járt a 90 napon keresztül tartó kalandjuk, de ez az emberi asztronauták esetében is sokszor bekövetkezik.
A fenti felsorolt állatokon kívül több állatfaj is járt már az űrben: skorpiók, csótányok, méhek, selyemhernyók, csigák, hangyák, tengeri sünök, garnélarákok és pillangólárvák. E rengeteg különböző állatfaj sajátos tulajdonságainak űrbéli viselkedésének vizsgálatával tudjuk jobban megismerni magunkat és a minket körülvevő világot.
