早期的航天服只能供航天员在飞船座舱内使用，后研制出舱外用的航天服。现代新型的舱外用航天服有液冷降温结构，可供航天员出舱活动或登月考察。保障航天员的生命活动和工作能力的个人密闭装备。可防护空间的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。在空间的真空环境中，人体血液中含有的氮气会变成气体，使体积膨胀。如果人不穿加压气密的航天服，就会因体内外的压差悬殊而发生生命危险。
1969年“
阿波罗11号”宇航员首次登月时，工作人员主要担心月壤能否支撑载人飞船着陆。但是现在人类已知月壤中藏着更大的风险，那就是其中有大量玻璃状碎屑，可能侵入宇航服中。因此新宇航服增加了防尘设计，避免月尘被吸入并污染
生命支持系统。
第一，最大特色是“移动性”更好，更加灵活。宇航员从国际空间站出舱进行太空行走时，下肢活动较少，而在月表行走并展开科研活动时，下肢活动更多。新宇航服的设计充分考虑这种需求，其加压服下半身安装了多个
关节轴承，允许臀部弯曲和旋转，膝盖处有更大弯曲度，并采用了类似登山靴的柔性鞋底。此外，宇航服上半身的改造使宇航员可以大幅度旋转胳膊，并轻松将物体举过头顶。新宇航服还采用了从后面穿入的设计，使肩部组件更贴身，有助降低肩部损伤风险。
第二，新宇航服的安全性和防护能力大幅提高。安全永远是人类太空任务的“重中之重”，这种新型舱外宇航服可在零下约157摄氏度至零上约121摄氏度之间的温度条件下保护宇航员，使他们不受辐射、月尘和微流星体侵害。宇航服的“便携式生命支持系统”在为宇航员提供能源和氧气的同时，还能清除宇航服中的
二氧化碳、有毒气体等。
第三，新宇航服采用模块化设计，方便在长时间探索任务中更换组件。例如其头盔采用了可快速更换的
防护面罩，如果出现表面破损、凹陷或刮伤等问题，可以单独更换防护面罩，无需将整个头盔送回地球维修。宇航服的“背包”中使用了微型化的电子系统和管道系统，因此许多组件在设计上是有备份和冗余度的，万一有些组件出现问题也无大碍，这有利于延长太空任务。
第四，新宇航服提升了舒适性。在美航天局约翰逊航天中心，研究人员对运动中的宇航员进行全身3D扫描，根据3D动画模型设计组件，最大程度保证了宇航服的舒适性，降低了可能对皮肤造成的不适。新宇航服的通信系统采用了多个嵌入式声控麦克风，能自动捕获声音，克服了此前宇航服麦克风无法跟随宇航员头部运动而收声的问题。