载人飞船通常飞行高度在340~400千米，正好处于热层空间内。这是载人航天活动最繁忙的空间轨道，世界各国都把该高度的空间环境研究作为一项重要的应用技术纳入到航天工程体系之中。
热层空间环境与地面环境迥异。首先，那里的空气密度只有地球表面的千亿分之一，声波在那里不能传播，哪怕是近在咫尺的巨大爆炸也听不到。那里温度很高，在300千米轨道高度上，温度可达到1000°C以上，那里的空气分子平均运动速度很高，但由于空气极为稀薄，其热效应并不显著。那里没有大气阻隔，来自宇宙空间能量在几千电子伏到几千兆电子伏之间的各种带电粒子非常强烈，犹如枪林弹雨。如果不对飞行在这一空间的载人航天器加以防护，电子设备很容易被破坏，任何生物都会受到射线的伤害。
载人飞船以大约7.9千米/秒的第一宇宙速度绕地球飞行，飞行中每时每刻都面临着巨大的风险，来自宇宙空间高速运动的流星、宇宙尘埃，还有残留在空间的航天器碎片，一旦撞击到飞船，比一颗子弹要厉害得多。尽管载人飞船轨道上的空气已经十分稀薄，但对于高速运行的飞船来讲，稀薄大气仍会产生阻力，使得飞船的飞行轨道不断衰减。在那个高度上，原子氧含量占大气中各种成分总量的70%以上，有时可达80%以上，这对飞船的结构材料会产生腐蚀作用，缩短航天器的寿命。
空间环境和地球表面的大气环境一样，每时每刻都在发生变化。实时掌握空间环境的变化，分析研究它的变化规律，避让那些人类尚无法控制且对航天飞行活动可能产生危害的空间环境事件，成为保障载人航天安全的重要应用技术。
空间环境科学研究不是一个孤立单一的学科问题。载人飞船运行的空间区域，是日-地系统的组成部分，受到太阳活动的强烈影响，也与地球重力场、磁场相关，甚至还受到银河系宇宙射线的影响，因此空间环境科学研究涉及的学科广泛涵盖了空间物理学、大气环境、空间天文学等领域。为了确保航天器的安全，围绕空间环境科学研究，中国载人航天工程安排了高/低能质子、高/低能电子、高层大气等空间环境的直接探测研究，也开展了空间环境预报研究，建立了空间环境预报中心。（摘自《中国载人航天科普丛书》
