载荷专家（Payload Specialist），大部分载荷专家是非职业航天员，一般是科学家或有特殊专长的工程技术人员。载荷专家在长期飞行的空间站或航天飞机上从事某项科学研究和实验工作，只负责有效载荷的管理和操作。

载荷专家是到太空去进行各项专门科学实验和探测的科学家和工程师，是担负重要综合航天实验的专家，简单来说，载荷专家就是参与空间实验操作的航天员。

载荷专家不要求飞行员背景，但须在科学、医学、工程等领域受过专业训练且具有丰富操作经验，主要负责相关实验载荷的操作。载荷专家在空间科学与应用任务中发挥了重要作用，有效地保障了相关实验项目的顺利实施，成为实验操作闭环中必不可少的组成部分。

主要任务是进行科学技术活动，包括天文观测、对地观测、物理试验、化学试验、生物医学试验以及各类技术试验等。

随着空间科学技术活动的深入，空间科技活动越来越专门化，职业航天员大都是飞行员或试飞员出身，科学技术方面的专业水平与能力不足，难以胜任这些科学技术工作，于是载荷专家应运而生。

1964年，前苏联参加“上升1号”飞船的费奥克蒂斯托夫就是第一位有效载荷专家，因为他是一位航天设计师，参加这次飞行的主要任务之一是进行飞船太空飞行的实际考察。

1972年，美国参加“阿波罗17号”登月飞行的航天员哈里森·施密特是第一位真正的载荷专家，他是职业地质学家，在对月球进行实地考察方面的优势远胜于其他航天员。

2016年，国际空间站第一次进行了太空DNA测序实验，而这个实验就是由NASA载荷专家，毕业于斯坦福大学医学院生物化学系及微生物学与免疫学系，获得癌症生物学博士学位的凯特·鲁宾斯进行的。

二十世纪九十年代，国际空间站的出现，为开展长期、可动态调整的研究任务提供了可能。2011年进入运营期后，参与空间站任务的载荷专家担负了专业性空间研究项目的具体实施，比如空间生物学、物理学等专业性项目以及部分新技术验证项目，并在必要时指导飞行工程师协助完成相关工作。

在太空停留时间最长的载荷专家是一名医生，他在太空站总共停留了438天。

随着中国空间站全面建成，为满足工程任务需要，2020年底选拔的第三批航天员在航天驾驶员基础上，增加了航天飞行工程师和载荷专家两个类别，18名航天员中有7名航天驾驶员、7名航天飞行工程师和4名载荷专家。

2022年9月，中国第四批预备航天员选拔已全面启动，计划选拔12至14名预备航天员，包括航天驾驶员7至8名，航天飞行工程师和载荷专家共5至6名，其中载荷专家2名左右。

2023年5月29日，神舟十六号飞行乘组名单公布，桂海潮是中国空间站的首位载荷专家，担负着在空间站开展大量科学实验的重要使命。

2023年10月，中国第四批预备航天员选拔计划年底前完成全部选拔工作。计划选拔12至14名预备航天员，包括航天驾驶员、航天飞行工程师和载荷专家三类，并首次在港澳地区选拔载荷专家。

2024年6月，据中国载人航天工程办公室消息，我国载人航天工程第四批预备航天员选拔工作结束，共有10名预备航天员最终入选，包括8名航天驾驶员和2名载荷专家（香港地区、澳门地区各1名载荷专家）。

载荷专家候选对象需要有相关专业领域博士学位，并在相关行业从业不少于3年，年龄在30岁至45岁。载荷专家还需满足一定的体格要求，男性身高须在162至175厘米，女性则须在160至175厘米。