作为一名航天员，必须具备5个基本素质，即：超强的抗压能力，上哪儿去睡觉的适应能力，渴望找到一切答案的探索能力，随时都能拥有的自信，以及不受限制的创造力。根据美国航天员选拔数据，从1.83万名候选人中挑选8~14名，如果按满额排序，只有0.08%的几率被选中。与之相比，世界上最具竞争力的哈佛大学录取率为5.9%。这就是说，加入航天飞船的难度要比哈佛的学生高74倍！
按照 NASA公布的选择条件，航天员的申请人应为美国公民，或者持有美国护照的双重/多重国籍，最低年龄必须为18岁以上，最高年龄不限，只要身体状况能保证完成太空飞行。为了避免被指责为种族或性别歧视， NASA特别列出了“不论男女，民族，均可注册”的内容。
考虑到航天飞机的退役， NASA现在不再把航天驾驶员作为招生的重点，而是侧重于培养航天任务专家和载荷专家(统称为“非驾驶类航天员”)，入围者必须具备3个条件，即具有工程、生物、物理或数学等领域的学士学位(较高学历者优先)；具有3年相关工作经验(如工程、生物、物理或数学等领域的硕士学位获得者2年以上，博士可无工作经验)，或至少1000小时的喷气飞机驾驶经验；身体素质符合 NASAⅠ级体检标准，视力良好，血压正常，身高1.6~1.9米。
遴选过程分海选、背景调查、面试三个阶段进行。太空中心航天员甄选办公室，在海选阶段不需要与申请人见面，可以通过甄选申请材料来甄选申请人。之后，工作人员会对申请者进行背景调查，例如接触表格上填写的联系人或证明人，了解申请者的生活、工作经历、精神状况等情况，然后安排申请者最多接受一周的面试和体检。"最后的合格人员被称为'候选航天员'，他们将在约翰逊太空中心航天员办公室登记，由该中心组织培训和评估，最多可待两年。"在他看来，水中生存训练和俄语学习是每位候选者的必修课程，“因为当他们有一天从太空返回地球时，海洋是最有可能到达的地方。