作为探索太空的开路先锋，航天员需要具有崇高的献身精神、一流的学识水平、非凡的工作能力、良好的心理素质和健康的身体条件。因此，航天员的选拔标准极高，可谓“千万里挑一”。
基础选拔
第一是身高。航天员的身高要求是1.6米至1.72米。因为飞船舱内几何尺寸是有限制的，太高的话不仅坐着别扭，还容易产生危险，所以航天员的身高和坐高都受到严格限制。
第二是体重。航天员的体重须限制在55公斤到70公斤之间。航天员普遍比较瘦小，因为体重要计入飞船的总重量，但发射时火箭的推力是一定的，如果航天员重一公斤，就要少带一公斤的燃料、消耗品或科学仪器。
第三是性别。航天员里男性居多，这可不是性别歧视，这是有一定科学依据的。国外的女性航天员，大多担负实验组织工作，她们通常被称为“任务专家”，而不是航天员。2012年6月，中国首位女航天员和其他两名男航天员一起，搭乘“神舟九号”飞船进入太空，与“天宫一号”成功交会对接。在此之前，全世界已有56名女航天员到过太空，约占航天员总数的10%。
生理机能选拔
为确保航天员具有优良的身体素质，生理机能选拔是极为重要的。生理机能选拔的主要目的是检查、挑选人体各脏器和系统基本生理功能优良者，检查内容包括心血管和肺功能检查、中枢神经系统功能检查、听觉功能检查、视觉功能检查，以及内分泌和免疫功能检查等。
特殊环境适应力选拔
前庭器官是人体平衡系统的主要感受器官，长在头颅颞骨的内耳迷路之中。前庭器官负责感知人体空间位置，例如坐在行进的车中，即使闭上眼睛，不看窗外，也可感知车的加速、减速或转弯。作为人的感知器官，前庭器官如果出现“故障”，就会影响人的感知能力，从而产生眩晕。
在太空工作，航天员不可避免地会经历外部环境的剧烈变化，前庭器官会受到剧烈的冲击。所以前庭器官检查成为航天员选拔的一个重要环节。前庭器官检查，一般采用转椅、秋千以及对耳部器官进行温度刺激等手段，以此检查前庭器官的敏感性和稳定性。
除了前庭器官检查，还必须对航天员承受过载能力进行测试。过载作用，一般产生于航天器发射和返回过程中的剧烈加速或减速。测试时采用离心机测定候选者的横向和纵向的超重耐力。不同的载人航天器在飞行过程中的超重值是不同的，飞船的超重值较高，而航天飞机的超重值较小。通常要求航天员的纵向超重耐力不应低于3G，横向超重耐力应为纵向超重耐力的3倍。
载人航天器乘员舱的压力会在许多情况下紧急降低，比如出舱活动过程中舱室需要减压，应急灭火时也需要减压。舱内可能出现低压和低氧分压状态，这就要求航天员对于低压和缺氧环境具备一定的耐受能力。
因此，选拔中进行低压缺氧检查也是必要的，其目的是排除低压易感和缺氧敏感者。一般用低压舱将宇航员送至5000米高度检查其对缺氧的敏感性，用低压和压力改变检查其对低压和压力变化的易感性。
此外，在航天器发射和返回过程中，传导到舱内的噪声值会很高。轨道飞行阶段，舱内设备产生的噪声也很难避免。这就要求对航天员进行噪声敏感性检查。检查是用航天飞行中遇到的噪声频率，对候选者进行试验，淘汰不良反应者。
航天员的工作不仅是单纯的太空旅行、完成简单操作，更需要了解项目内容，通晓基本原理，在有限时间内采集到尽可能多的有效数据，以满足地面专家科研课题的研究需求，为前期理论提供支撑，为后期研究找尋方向，为建设“太空家园”积攒经验。所以，航天员也要具备一定的科学素养。
我军航天员大队于1998年1月5日成立，至今共有11名航天员六问九天，遨游68个日夜，绕地飞行1089圈，行程4600余万公里，完成空间科学实验、试验100多项。