Các phương pháp mà các phi hành gia sử dụng để hít thở trong không gian tùy thuộc vào nhiệm vụ, nhưng họ thường sử dụng điện phân nước hoặc oxy điều áp từ các bình được bơm vào khí quyển. Bộ đồ không gian và nội thất của không gian tàu được điều áp, cho phép phổi của các phi hành gia hoạt động bình thường.
Trong các sứ mệnh ban đầu như chương trình Apollo, các phi hành gia chủ yếu dựa vào các ống đựng oxy có điều áp. Tuy nhiên, tính lâu dài tương đối của Trạm vũ trụ quốc tế đòi hỏi một giải pháp khác. Các phi hành gia trên ISS sử dụng điện từ các tấm pin mặt trời của trạm để tách các phân tử oxy và hydro trong nước, tạo ra oxy sau đó được bơm vào trạm. Lượng hydro dư thừa được đưa vào không gian.
Các phi hành gia trên ISS có các phương án dự phòng trong trường hợp thiết bị điện phân xảy ra sự cố. Họ luôn cung cấp sẵn bình dưỡng khí. Những bình này cũng là nguồn cung cấp oxy cho các bộ quần áo vũ trụ, được sử dụng trong các chuyến đi bộ ngoài không gian cũng như các chuyến cất cánh và hạ cánh của tàu con thoi. Cuối cùng, các phi hành gia có nguồn cung cấp nến perchlorate. Đây thực sự là những hộp kim loại chứa đầy lithi perchlorat. Khi phi hành gia kéo một chiếc ghim, nó sẽ kích hoạt một phản ứng hóa học tạo ra oxy.
Không khí được giữ sạch sẽ và thoáng khí nhờ các máy giám sát và bộ lọc, giúp lọc sạch carbon dioxide dư thừa và các khí thải khác khỏi không khí trước khi chúng có thể tích tụ đến mức độc hại. Các khí thải này cũng được thoát ra ngoài không gian.
