在载人航天飞行中，不同的航天员分管不同的工作。载人飞行的初期一般只进行单人飞行，一般称为驾驶员。后来发展成一次多人飞行，编为一个乘员组。乘员组主要是由职业航天员组成，有时也有非职业航天员。每个航天员在航天中各自起着不同的作用，并逐渐向专业化方向发展。两人的乘员组一般为指令长和驾驶员(美国)或指令长和随船工程师或研究航天员(苏联/俄罗斯)。三人以上的乘员组一般分为指令长、驾驶员、任务专家和载荷专家(美国)或指令长、随船工程师和研究航天员(苏联/俄罗斯)。
以美国的乘员组为例，指令长(Commander)又称机长，是一次特定飞行乘员组的领导和负责人。在飞行中负责飞行任务的安排、实施、飞行指挥、通信联络和飞行安全等，有时兼任驾驶员的工作。驾驶员(Pilot)则主要负责监视、操纵和控制航天器的飞行，负责航天器的检测和维修。协助指令长工作。如果指令长无法履行职责，驾驶员有权接替指令长的工作。任务专家(Mission Specialist)则要求受过航天器各系统和载荷操作的全面训练，精通所有飞行任务实施要求及载荷任务的目的、要求及其运行管理。参与飞行任务的计划并负责协调所有载荷实验与航天器之间的相互关系。任务专家的主要任务是根据批准的飞行计划负责实现轨道飞行阶段载荷实验的总体目标。前三类航天员均为职业航天员。而载荷专家(Payload Specialist)为非职业航天员，是特定载荷主顾在航天器上的代表。有使用、维护特定载荷的专门知识。在特定飞行任务中负责特定的载荷操作，负责收集和处理实验数据，维护和修理载荷设备，并负责与地面载荷控制中心联络。
随着载人航天的发展，航天员正在扩大到许多不同的行业，如科学家、工程师、医生、教师、记者、政治家、管理人员以及太空观光旅游者。
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