通过临床医学选拔的候选人，还必须经过生理功能选拔，才能成为预备航天员。生理功能选拔包括一般生理功能选拔和航天环境耐力选拔两大部分。所谓生理功能选拔，是指在临床医学选拔的基础上，对候选人机体的储备能力、调节能力及对航天飞行环境耐受和适应能力进行检查和评定，目的是优选出机体储备能力强，调节功能好，对航天特殊环境耐力和适应性好的候选人，并进一步检查候选人有无潜在性疾病或功能障碍。对候选人生理功能的评价，是根据候选人主观、客观的反应和对各种生理指标的分析后给出的。大部分生理功能检查项目采用Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级,即“好、中、差”三级来评定，其中Ⅲ级为不合格或个别评定，但有的项目只进行“合格”或“不合格”两级评价，如高空减压病易感性检查。凡是不能按要求完成检查或提前中止的，均为不合格。在各单项检查评定的基础上，还要进行综合评定。

　　（1）一般生理功能选拔
　　一般生理功能检查，主要是对候选人的心血管功能、肺功能和脑功能进行检查与评定，既有静态的心血管、肺功能检查，也有运动状态下的心血管、肺功能检查。心血管功能检查除进行常规心电图检查、24小时动态心电和血压检查外，还要利用自行车功量计和跑台给受检者提供一定强度的运动负荷刺激，以便了解候选人的心肺功能、体能状况和有无潜在疾病或功能障碍。运动前，要测试肺通气功能、气道阻力等指标；运动中，要测量最大通气量、最大氧耗量、最大氧脉搏、代谢当量、运动心电图、血压、心率及运动超声心动图检查等各种指标，并观察被检者的主客观反应，如胸闷、呼吸困难、面色苍白等。凡是有潜在性心肺功能障碍等问题的候选者，均应被淘汰。
脑功能检查的目的，是选拔出脑功能基本素质佳，尤其是在应激状态下保持较好适应能力的人，并进一步挖掘某些潜在性的疾病，如癫痫等。在实施过程中，一般将心血管功能检查与肺功能检查结合进行，主要项目有静态心血管功能检查、静态肺功能检查、运动心肺功能检查、运动负荷超声心动图检查、脑功能EEG-ET检查。

　　（2）航天环境耐力与适应性选拔
航天环境耐力与适应性选拔是航天员选拔中最具特色的项目，目的是优选出对航天环境耐力和适应性好的候选人，淘汰那些对航天特殊环境因素非常敏感或耐力差的人。通过检查，可以进一步了解候选人的机体调节能力、储备能力及适应能力，进一步发现潜在的疾患。检查的主要项目包括超重耐力、前庭功能、低压缺氧耐力、耳气压功能、高空减压病易感性、头倒位耐力检查、下体负压耐力检查等。

　　1）超重耐力检查。航天员在飞船（或航天飞机）上升和返回的过程中，都要经受超重作用，特别是在经历失重作用后，人体的超重耐力将会下降。人的超重耐力存在很大的个体差异，因此有必要进行超重耐力检查，目的是了解候选人对超重因素作用的耐受能力，淘汰超重耐力差的人。同时，超重耐力检查也可以进一步暴露候选者心血管功能及大脑供血状况等身体调节能力，所以超重耐力检查一直受到国内外航天医学专家的重视。超重耐力检查采用载人离心机来完成，离心机上装有各种生理、物理测试仪器，电视、通话和摄像系统，以便在检查中观察和记录被检者的主客观反应。候选者一般要接受头-盆(＋Gz)和胸-背(＋Gx)两个方向的超重耐力检查。头-盆向耐力检查的过载值是重力加速度的3倍和4倍，分别用+3Gz和+4Gz表示，过载峰值持续时间30秒；胸-背向耐力检查的过载值为+4Gx和+7Gx，峰值持续时间50秒。苏联选拔预备航天员时，对超重耐力要求较严，头-盆向超重最大为+5Gz，胸-背向超重最大为+8Gx。超重耐力检查根据候选者耐受的过载值和时间、主观感觉及生理反应进行评价，采用三级评定方式。凡是未能按规定要求完成检查或提前中止的，或者虽然完成了检查，但在检查中或检查后出现呕吐、中央灯消失、虚脱、晕厥等症状和体征的，均为不合格。

　　2）前庭功能检查。航天员进入失重环境的前几天，常常会受到航天运动病的困扰。航天运动病发病率较高，航天员一旦发病，其身体健康和工作效率会受到不同程度的影响。研究和实践表明，航天员发生航天运动病概率的高低，与其前庭器官对于运动刺激的耐受能力密切相关，因此，在选拔航天员时，必须进行严格的前庭功能检查，将有运动病史、前庭功能不正常或前庭耐力差的候选者淘汰。前庭功能检查项目主要包括利用平行秋千进行线性加速度敏感性检查，利用转椅进行科氏加速度敏感性检查，冷热刺激敏感性检查。在检查过程中，观察受检者的主客观反应，如是否出现头晕、恶心、呕吐、面色苍白、出汗等情况，并记录心电图、胃电图、血压及眼震图等指标，分析其自主神经反应。凡有严重不适反应被评为Ⅲ级的候选者为不合格。

　　3）低压缺氧耐力和耳气压功能检查。航天飞行中，航天员可能会遇到低压和缺氧的环境，因此必须进行低压缺氧耐力和耳气压功能检查，以排除缺氧敏感者及耳气压功能不良者，进一步发现隐匿型癫痫和潜在的心血管疾病。在实施检查时，一般将这两项检查结合进行，即利用低压舱对候选者同时进行缺氧耐力和耳气压功能检查。检查过程中，低压舱以20米/秒的速度上升，到5 000米模拟高度后，停留30分钟，然后开始以10米/秒的速度下降。下降速度有10米/秒、7米/秒和5米/秒3个档次。在下降过程中，如果候选者耳部疼痛，则依次减小下降速度，直至下降到地面。停留过程重点检查候选者的缺氧耐力，下降过程则重点考察候选者的耳气压功能，能承受最高下降速度者耳气压功能最优。下降后要检查候选者的耳鼓膜充血度。检查过程中，候选者可能会出现头痛、恶心、出汗、面色苍白、呼吸加快、心率或血压突然下降等情况，少数受检者还会出现晕厥等反应。凡有严重不适反应被评为Ⅲ级的候选者为不合格。

　　4）高空减压病易感性检查。高空减压病易感性检查也是预备航天员选拔必须进行的项目，目的是淘汰那些易于发生减压病的候选人。该项检查也是利用低压舱完成的，检查方法、程序和要求与低压缺氧耐力检查和耳气压功能检查相似。特别值得注意的是，候选者检查前一天要吃高空饮食，不进行强体力活动，还必须了解候选者是否有减压病病史、耳气压功能、体脂含量、血胆固醇等信息。候选者首先在地面压力下吸氧排氮60分钟，然后低压舱以30米/秒速度上升到7 000米模拟高度，停留3分钟，继续以25米/秒速度上升到10 000米模拟高度，停留15分钟，之后以20米/秒的速度下降到5 000米模拟高度，改为10米/秒以下的速度下降至地面。检查过程中，让候选者吸纯氧，并密切监测其生理指标的变化，询问和观察有无减压病症状，如皮肤一过性刺痛、蚁走感或一过性关节刺痛等。检查中，候选者一旦出现任何减压病症状，或出现高空腹胀疼痛难忍等情况，均提前中止检查。凡出现任何减压病症状的候选者，均被淘汰。

　　5）头倒位耐力检查。执行一次完整的航天飞行任务，航天员要经历从地面重力环境到失重环境，又从失重环境重新回到地面重力环境的变化，而且在航天器上升和返回的过程中，还要受到超重的作用，这会造成航天员血液分布突然发生变化，如进入失重环境时血液头向转移。因此，在选拔预备航天员时，有必要对候选者进行头倒位耐力检查。利用转床（倾斜床）进行头倒位耐力检查，能够模拟血液头向分布的生理反应，并进一步考察候选者心血管系统的调节能力和储备能力，以及有无潜在的问题。进行头倒位耐力检查时，候选者首先平卧于转床上，静息10～15分钟，然后在3～5秒内将转床调到-30°并持续45分钟，之后将床转至水平位。根据监测的心率、血压、心电图等生理指标和候选者的症状与体征，对候选者进行评价。出现脸色苍白、冒冷汗、头晕、全身无力等较严重不良反应，被评为Ⅲ级的候选者为不合格。

　　6）下体负压耐力检查。将人体髂嵴以下的躯体置于低于大气压力的负压装置内，使人体下半身处于负压环境，体液分布发生变化。此时，部分血液将在下肢潴留，全身循环血量减少，从而引起人体一系列生理机能发生改变，以适应应激环境。人体对下体负压应激的耐受性存在个体差异，并且这种差异与个体的心血管功能密切相关。进行下体负压检查，可以进一步评价候选者心血管的储备能力和调节适应能力。

　　此外，在早期的预备航天员选拔中，还进行过振动耐力检查、噪声耐力检查、高温耐力检查、长时间隔绝适应能力检查等特殊检查。随着科学技术的不断进步和发展，以及人类对航天飞行环境认识的不断深入，这些项目已经被取消，不再是预备航天员选拔时必须检查的项目，仅在必要时视情况选用。另一方面，一些新的检查项目逐渐被认可，被纳入到预备航天员选拔的项目中，如血液重新分布适应性检查。总之，预备航天员医学选拔的项目如今更加精炼，方法更加科学，实施程序更加优化，实施过程也更加高效和规范。