宇航员在太空飞行，绝大多数活动是在飞船和空间站进行的。但有时也需要进入太空开展舱外活动，长期载人航天还有物质的补给，也是舱外活动的内容之一。
步出飞船或空间站在太空条件下行走，既非靠脚去步行，亦毫无保护地去自由活动，而是在严格的保护措施下有限度的飘游。
这种严格的保护措施就是舱外活动系统，亦称为舱外活动航天服（具体结构见航天服节）。曾经两次重大改革。
世界上第十个实现空间行走的是前苏联宇航员阿历克赛列昂诺夫。19655年3月他穿着一套十分笨重臃肿的航天服在空间停留了十分钟，三个月后，美国宇航员爱德华·怀特也实现了空间行走，他把在空间停留的时间延长到21分钟，美国宇航员穿的航天服从那时以来已经进行了两次重大改革。开始的时候，航天服除了笨重臃肿，行动不便外，还有一条“脐带”同密封舱连接在一起，宇航员需用的空气和水等都通过这条“脐带”供给。美国宇航员登月时，航天服经过了第一次重大改革，它已经没有限制活动范围的“脐带”而能独立自成体系，宇航员需用的一切供应都由航天服携带。19田年4月4日，美国“挑战者”号航天飞机两名宇航员在太空呆了3小时40分，也是沿袭这种“脐带式”太空行走，终未脱离母体。这次太空行走，是“挑战者”号在离地面280千米的圆形轨道上绕地球运行第50圈时实现的。当时，它正在太平洋上空以时速28万千米运行。密封舱与货舱之间的气闸室的圆门缓缓打开。为了防止高空病，已在气闸室里呼吸了3个半小时纯氧的两名宇航员——47岁的马斯格雷夫和49岁的彼得森，穿着雪白蚕茧一样的新型航天服，一先一后稍带困难地进入已向空间敞开的货舱。舱中装载的一颗2吨半重的通信卫星已于前一天弹射出舱，空荡荡的货舱里，一根绳索从一端通向另一端，另外还放置着试验用特别工具箱、绞车和滑轮等。进入货舱后，两人首先把各自航天服上的一根15米长的带子一端夹在货舱里的缆绳上，以防“飘”出舱外。他们原定空间行走的时间是3个半小时，后因情况良好，地面指挥中心决定再延长半小时左右。他们在失重、真空等条件下在货舱中来回走动，伸臂屈手，弯腰曲腿，翻腾打滚，飘游蹦跳，以试验第一次使用的航天服的可靠性和灵活性，并试用工具箱中的各种专门为空间使用而设计制造的工具，并试验搬运20多千克重的物体。以便为将来的宇航员在空间使用这些工具修理卫星或建造大型空间站等取得经验。当空间行走的任务完成时，马斯格雷夫和彼得森已经在空间绕地球运行了两圈。于是便先后返回气闸室，在气闸室内呼吸了3个半小时的纯氧后脱掉航天服，重新进入密封舱。
人类芦次脱离“母体”的太空行走，则始于1984年2月3日，美国“挑战者”号航天飞机第四次飞行。两名宇航员首次不系安全带在太空分别自由行走了20分钟和6分钟，第一次实现了真正的太空自由行走，引起了世界的轰动。紧接着1984年2月8日至10月2日，前苏联“礼炮7”号飞船上的宇航员在连续237天的太空飞行中，先后6次进行太空行走，时间共达0小时。女宇航员特兰娜·萨维茨卡娅1984年7月在太空行走了3小时35分，成为太空行走的第一个巾帼英雄。受到举世瞩目的关注。
出舱用的全压服必须给有关人员提供为完成下列任务所需的必要生活条件：
安装和拆卸航天飞行器表面上的各种设备和仪器；
维护各种生产新材料的装置和焊接设备以及进行各种技术性工作；
把由地面送来的舱段拼装成轨道站；
营救遇险的飞船乘员。
舱外活动服尚需根据其用途保证：
预防航天空间有害因素的影响（低气压、离子辐射等）；
预防对着太阳时过热和背着太阳时过冷；
预防撞上直径为300～400微米之陨石物质时被声坏；
防止视觉器官受到太阳辐射的有害作用；
完成规定工作范围内所必需的活动性。
制造全压服的材料必须具备对航天空间因素长时间作用的稳定性，且在太阳辐射及真空的作用下不改变其物理、机械及光学特性。
航天服的结构应可靠而不发生故障，应具有应急时能自动切换的复式系统。
出舱全压服应配备辐射剂量表，借以发出受到危险剂量穿透辐射的信号。为了对宇航员状况随时进行监测，应预先考虑到向航天飞船（或地面）传送不断变化的遥测信息之可能性。
舱外活动服可以是完全独立的（自足的），也可借缆索之软套管及导线与航天飞行器连在一起，并通过这些东西输送氧气、电气和实现通讯联络。
在独立式系统中，生保系统及氧源和电源放在背包里。
舱外活动中进行的测量表明，舱外工作消耗大量能量。结果表明，设计独立生保系统时必须以3升／分的供氧量为基点。平均耗氧量为80升/小时，可保证达4扔瓦（105千焦／时）的能耗。