對太空睡眠問題，航天醫學專家們已做了許多研究。早在２０世紀７０年代，美國就在“天空實驗室”上對宇航員的睡眠進行過測量實驗，了解到太空睡眠亦和地麵上一樣分為六個階段，但較深度的睡眠階段（第三階段）更長，醒來的次數減少，每次睡眠中間可能醒來５～６次，也不斷翻身變換姿勢，但很少做夢。根據太空飛行環境的特點，科學家們已采取了許多可靠的措施來保證宇航員的睡眠，並在不斷地加以完善。但是，對太空睡眠這個不平凡的問題，仍有許多問題需要進一步深入研究。
前蘇聯的太空醫學生物學研究所的專家研究過許多宇航員的太空夢。他們的研究表明，宇航員的太空夢完全是地球夢。幾次上天飛行的前蘇聯宇航員克利穆克，在太空夢見過和妻子、兒子一起在森林中采摘蘑菇，甚至還聞到了牛肝菌和變形牛肝菌的香味。宇航員賈尼別科夫和薩維內赫都曾夢見過在莫斯科近郊的家鄉、星城宇航員訓練中心和他們的親朋好友。另一名前蘇聯宇航員夢見過下大雨，而且這夢中的大雨把他驚醒了，使他輾轉難眠。
至於太空夢境的顏色，許多宇航員都十分肯定地回答完全是黑白的。第一名到太空行走的宇航員列昂諾夫酷愛繪畫，他兩次到太空飛行，所做的夢沒有一次是彩色的。
而世界上第一名女宇航員瓦蓮金娜·捷列什科娃１９６３年６月１６～２０日乘“東方３”號飛船在太空飛行７１小時，卻未做過一次太空夢。
有的宇航員雖然沒有做過太空夢，但卻遇到過太空幻象。在太空飛行２１１天的前蘇聯宇航員列別傑夫，一次在剛剛睡下時，突然眼前一亮，冒出一片閃光，有時像十字架，有時像小球。這時如果想象某人的形象，則這個人就會清晰異常地出現在眼前。為此，他後來有意做了試驗，當眼前再次出現閃光時，他就回憶熟悉的地方和友人，結果一切變得非常逼真和親近。這種狀態可保留５～１０分鍾。
目前，科學家們對太空夢和地球夢一樣沒有清楚的了解，研究仍在繼續。知識點宇航員睡覺的姿勢在失重環境中，不管以什麼姿勢（平躺著、直立著、倒掛著、卷曲著）都可以睡眠。不過，如果完全放鬆睡眠，人的身體會自然微曲成弓形。大多數宇航員認為，身體微曲比完全伸直睡眠要舒服得多。但是，為了防止腰背病，還是後背伸直睡眠好。
在失重環境，一切重量消失了，頭和軀體會感到像分離了一樣，手臂也像在自由飄浮。一名前蘇聯宇航員一次把手臂放在睡袋外麵睡眠，醒來時在朦朧中發現兩隻手向他迎麵飄來，嚇出了一身冷汗。所以，睡眠時最好把手臂放進睡袋中。在早期狹小的航天器座艙中睡眠，為了防止無意中碰著開關，睡眠時必須將雙手束在胸前。