人类的活动范围，经历了从陆地到海洋，从海洋到大气层，再从大气层到外层空间的逐步扩展过程。其中的每一次飞跃，都大大增强了认识和改造自然的能力，促进了生产力的发展和社会进步。
众所周知，陆地为地球表面未被海水浸没的部分；海洋为地球表面广大的连续海水水体；大气层指地表以外包围地球的气体。科学家把距地表 100～120 公里以下称为稠密大气层，而把稠密大气层之外的空间区域，称为外层空间，简称太空或空间，亦有称为宇宙空间或外空，在中国还称为天。什么叫航天，活动范围有多大，航天道路有多长，按照大百科全书定义，航天就是载人或不载人的航天器在太空的航行活动，又称为空间飞行或宇宙航行。有人把太阳系内的航行活动称为航天，太阳系外的航行活动称为宇航。航天有时也泛指航天工程或航天技术。
人们常常把航天器与飞行器的概念相混淆。其实在大气层内或太空飞行的器械都叫飞行器。飞行器分为三类：航空器、航天器、火箭和导弹。在大气层内飞行的飞行器称为航空器，如气球、飞艇、飞机等。而在太空飞行的飞行器称为航天器，如人造地球卫星、载人飞船、空间探测器、航天飞机、空间站等。
航天不同于航空，比如，飞机是靠着它那一双又长又宽的机翼，在飞行中产生升力，才能被空气托住，而不会从空中掉下来。但是飞机飞行高度如果超过 30 千米，就会因为那上面的空气太稀薄而托不动飞机，使飞机有掉下来的危险。如何才能打开太空王国的神秘大门，曾有不少人为之奋斗终生。经过长期的知识积累和大量的科学实验，人类逐步认识到要进入太空王国，必须闯过下列四道难关：①地球引力关。它就好像是如来佛的手掌，孙悟空都没有能跳出这个手掌。地球的引力在 160 千米高度可减小 1％，直至 2700 千米的高度才减小一半，最终要达到将近每秒 8 千米的速度才能跳出这个手掌。一般的民航飞机航行速度每秒不到 0.3 千米，而声音的传播速度每秒不足 0.4 千米，子弹刚出枪口的速度大约每秒 1 千米，因而它们都跳不出这个手掌。
由此看来，至少要比子弹的速度大 8 倍，才有可能克服地球引力而不落到地球上，也就是说，在地球表面附近运动的物体，只有达到第一宇宙速度，即 7.9 千米／秒的时候，才能成为地球的卫星。达到第二宇宙速度，即 11.2 千米／秒的时候，才能像地球、金星、火星等星体那样，成为太阳系的一颗新行星。当达到第三宇宙速度，即 16.7 千米／秒的时候，就可以飞出太阳系。不过，物体一旦进入太空后，还需要适应失重环境。
②真空关。众所周知，地面上的大气压力是 760 毫米汞柱（l 毫米汞柱＝133.32 帕），每立方厘米体积内约有 2 千亿个分子。大气密度和大气压力随地面高度的增加，按指数规律迅速减小。在 200 千米的高空，大气压力和密度只有海平面的 10-9 量级。当前我国在地面上能抽得的最高真空度大约是 10-12 毫米汞柱，这样的真空度，每立方厘米体积内约含有 32000 个分子，也就是说，大约相当于 1500 千米高空的真空度。而在行星际空间，每立方厘米含有的分子或原子数平均不到 100 个，恒星际空间平均只有 10 个。我们知道，人离不开氧气，而一般汽车、轮船或飞 机的发动机也需要“呼吸”空气里的氧气才能工作。而且，轮船和飞机还需要流体的浮力和反作用力才能运行。人们不能指望普通飞机飞上太空，只能靠火箭去完成这一任务。
③急剧变化的温度环境关。地球上最热的地方大约 40℃，最冷的地方也不过零下 40℃。而在空间离地球不远处，向阳面的温度可高达 200 ℃，背阳面可冷到零下 100℃。在远离恒星的空间，环境温度接近于绝对零度；而在恒星附近，温度则高达几百至几千摄氏度。地面上的热量交换、传导、对流和辐射都起作用。可是在太空，主要依靠辐射进行热交换。
④有害辐射关。人们不难理解，地球的大气层，不仅为人类提供了生存必不可少的氧气，而且还能调节气候，作为地球和人类的保护层。例如，对生物有害的紫外线辐射、X 射线辐射等就被大气层吸收而射不到地面上来。如果没有大气中的臭氧层对紫外线的强烈吸收，地球上的生物将无法生存。此外，地球磁场对射向地球的粒子辐射也起到屏蔽作用，如太阳射出的称为“太阳风”的带电粒子流，由于地球磁场的屏蔽而不能直入地面。但是，人类一旦进入大气层外的空间，就将暴露于这些有害辐射之下。从 X 射线到红外线的太阳电磁辐射对人体以及材料都有一定的不良影响。粒子辐射严重影响环境，其主要来源有三种，即地球辐射带、太阳宇宙线、银河宇宙线，因此，对它们必须采取相应的防护措施，才能确保太空活动的顺利进行。
人类进入太空之所以经历了漫长的岁月和艰苦的历程，正是由于太空有着特殊的环境。人类在闯过一道又一道的难关之后，终于在近半个世纪才得以直上重霄九。20 世纪的航天成就，是人类文明史上的一次伟大飞跃，其意义之重大和影响之深远，怎么评价也不过分。