Tieteestä, huipputekniikasta ja seikkailusta kiinnostuneet voivat löytää itsensä hyvin astronautiksi. Astronautiksi tuleminen on vaikea yritys, joka vaatii monen vuoden valmistautumista, omistautumista, korkeakoulutusta ja erinomaista fyysistä terveyttä. Mahdollisilla astronauteilla on oltava vähintään kandidaatin tutkinto tieteeseen liittyvällä alalla, heidän on täytettävä tietyt fyysiset vaatimukset, läpäistävä laaja fyysinen tentti ja heidän on suoritettava kahden vuoden koulutus ennen kuin heidät harkitaan tehtävään.
Jotta Yhdysvalloista tulisi astronautti, ensimmäinen este, joka on kohdattava, on Yhdysvaltain kansalainen. Seuraavaksi tiettyjen fyysisten ominaisuuksien on täytyttävä. Kaikkien mahdollisten ehdokkaiden on täytettävä korkeusvaatimus, joka vaihtelee välillä 58.5 – 76 metriä (1.5 – 1.9 tuumaa). Heillä on myös oltava verenpaine 140 yli 90 tai alempi.
Mahdollisia ehdokkaita otetaan kaikilta aloilta ja kaikilla elämänaloilla, mutta vahva tieteen tai tekniikan tausta on erittäin suositeltavaa. Astronautiksi ryhtyminen edellyttää ehdokkailta vähintään luonnontieteiden, tekniikan tai matematiikan kandidaatin tutkintoa. Tämän vaatimuksen lisäksi tarvitaan myös kolmen vuoden työkokemus, joka osoittaa edistyvää vastuuta. Jatko -opintoja suositellaan voimakkaasti ja ne voivat korvata työkokemuksen.
Hakemus astronautiksi ryhtymisestä alkaa paperityöstä. Kaikkien ehdokkaiden on täytettävä NASAn viralliset lomakkeet ja toimitettava ne valintalautakunnalle. Tämä prosessi on jatkuva, joten määräaikoja ei ole asetettu.
Kun NASA on arvioinut saapuvat hakemukset, he päättävät kutsua ehdokkaan viikon mittaiseen istuntoon, jossa arvioidaan tarkemmin hänen mahdollisuuksiaan avaruusohjelmassa. Tämän viikon aikana valintalautakunta haastattelee ehdokkaita ja osallistuu perehdytysistuntoihin, jotka tarjoavat perusteellista tietoa urasta. Lisäksi suoritetaan lääketieteellisiä testejä.
Sen varmistamiseksi, että mahdolliset astronautit pystyvät kohtaamaan kaikki avaruudessa olemisen vaikeudet, National Aeronautics and Space Administration (NASA) edellyttää, että kaikki ehdokkaat läpäisevät fyysisen kokeen. Pakollinen tentti on hyvin samanlainen kuin sotilaslentohenkilöstölle annettu testi. Tätä testiä hallinnoi NASA.
Niillä, jotka menestyvät perehdytysistuntojen, haastattelujen ja fyysisten tutkimusten aikana, on mahdollisuus tulla astronautiksi. NASA vastaanottaa tuhansia sovelluksia, mutta vain harvat valitaan. Ohjelman alkamisen jälkeen vuonna 1959 vain 339 astronauttia on valittu astronautikoulutukseen.
Valituille ehdokkaille vaaditaan kahden vuoden intensiivinen koulutus Johnson Space Centerissä Houstonissa, Texasissa. Siellä he ottavat lukuisia kursseja tieteestä, tekniikasta ja avaruussukkulajärjestelmistä. Selviytymistekniikoita opetetaan myös varmistamaan, että ne ovat valmiita vastaamaan kaikkiin fyysisiin ja henkisiin haasteisiin. Ehdokkaille opetetaan selviytymään maalla ja merellä. He saavat koulutusta nollapainovoimassa ja he oppivat sopeutumaan korkea- ja matalapaineisiin ympäristöihin.
Teksasissa vietettyjen kahden vuoden jälkeen ehdokkaat voidaan valita astronauteiksi. Koulutusta jatketaan näille harvoille, jotka saavat nyt erikoiskoulutusta avaruussukkulaoperaatioista sekä aluksella olevista yksittäisistä järjestelmistä. Astronautit aloittavat simulaatiokoulutuksen, joka opettaa heille sukkulan käynnistämisen ja avaruudessa kiertämisen monimutkaisuuden. Simuloidaan myös maan ilmakehään palaamista ja sukkulan laskeutumista. Tässä vaiheessa astronautit voidaan valita tiettyihin tehtäviin, ja heidän on läpäistävä vielä 10 kuukautta erityiskoulutusta, joka on suunnattu operaatioon ennen kuin heidät raivataan avaruuteen.