1770年到19世纪的一百多年的时间里，各国科学家进行了大量的气球载人、载动物的升空试验。当时人们没有认识高空环境会对人体带来危害，没有采取相应的保护措施，以致在升空中发生了人的冻伤、耳痛、意识丧失甚至死亡的严重事故。此后人们便重视和开展高空环境的研究，逐渐认识到低压、缺氧、低温对人体的危害，这是航空医学的萌芽时期。

飞机的制造、飞行是19世纪末20世纪初实现的。当时飞机的性能较低，航行高度仅两千米，飞行速度也仅有每小时500公里。即使这样也发生了晕机、着陆事故、飞机碰撞等急待解决的问题。

第二次世界大战期间，特别是喷气飞机出现后，飞机的性能提高，航行高度增高，速度增快，续航时间延长，出现了由超重、低压、缺氧、低温等引起的医学问题，这迫使各国投入了大量人力物力用于开展航空医学研究。

航天医学是在航空医学基础上发展的。40年代末50年代初，人们进行了广泛的火箭和卫星的生物学试验。动物实验证明人类可以到宇宙航行后，苏联在60年代初首先载人航天成功。随后研究了人在宇宙飞行的安全返回、失重对人体的影响等，证明人可以在失重条件下有效地工作和健康地生活。随着航天技术的发展，航天医学也相应地迅速发展。