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。人类活动范围的每一次飞跃，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。
外层空间简称空间或外空，是地球稠密大气层之外的空间区域，又称为宇宙空间或太空，在中国还称为“天”。在一九八一年召开的国际宇航联合会第三十二届大会上，陆地、海洋、大气层和外层空间分别被称为人类的第一、第二、第三和第四环境。
人类进入“第四环境”，比进入第二、第三环境要困难得多。它必须闯过四道难关：
（一）克服地球引力：地球的引力在一百六十公里的高度才减小百分之一，二千七百公里的高度减少一半。在地球表面附近运动的物体，只有达到第一宇宙速度，即七点九公里／秒的时候，才能成为地球的卫星。达到第二宇宙速度，即十一点二公里／秒的时候，才能像地球、金星、火星等星体那样，成为太阳的一颗新行星。当达到第三宇宙速度即十六点七公里／秒时，就可以飞出太阳系。
（二）克服真空：地面上的大气压力是七百六十毫米汞柱（一毫米汞柱＝一百三十三点三二帕），每立方厘米体积内约有二十四亿个分子。大气密度和大气压力随距地面高度h的增加，按指数规律迅速减少。在h为二百公里的高空，大气密度和大气压力只有海平面大气密度PO和大气压力PO的10－9量级，h越大，大气密度和大气压力越小。现在中国在地面上能抽到的最高真空度约为10－12毫米汞柱，这样的真空度，每立方厘米体积内约含三万二千个分子，约相当于一千五百公里高空的真空度，而行星际空间每立方厘米含有的分子或原子数平均不到一百个，恒星际空间则平均只有十个。装有一般发动机的飞机，其上升高度的极限是二十七公里。
（三）适应剧烈变化的温度环境：地球上最热的地方为四十多摄氏度，最冷的地方也不过零下四十多摄氏度。而在空间，离地球不远处，向阳面的温度可高达二百摄氏度，背阳面则冷到零下一百多摄氏度。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，温度则会高达几百至几千摄氏度。
（四）暴露在有害辐射之中：近地空间是一个强辐射环境。从X射线到红外线的太阳电磁辐射对人体、材料都有一定的影响。粒子辐射严重影响环境。粒子辐射的来源主要有三种，即地球辐射带、太阳宇宙线、银河宇宙线。必须采取相应的防护措施，才能保证空间活动的顺利进行。
