Kosmonauts ir kāds, kurš ir apmācīts darboties vai strādāt uz kosmosa kuģa. Daudzi no šiem cilvēkiem strādā valdības sponsorētās kosmosa programmās, lai gan 21. gadsimta sākumā kosmosā sāka strādāt arī privātas firmas. Astronauti bieži vien ir bijības un apbrīnas tēli savās kopienās, un šī slavināšana ir pelnīta; viņi gadiem ilgi iztur nogurdinošus grafikus un apmācības programmas, pirms viņiem pat tiek atļauts doties kosmosā. Viņi ir arī fiziskās sagatavotības virsotnē, un lielākā daļa ir ārkārtīgi inteliģenti.
Pilota kosmosa lidojumi sākās Krievijā 1961. gadā, kad padomju kosmosa programma orbītā uzspridzināja Juriju Gagarinu. Amerikas Savienotās Valstis ātri sekoja šim piemēram, un šīs divas valstis vēsturiski ir dominējušas kosmosa lidojumos, lai gan kosmosā ir bijuši arī vairāku citu valstu pilsoņi. Starptautiskās sadarbības rezultātā starp nacionālajām kosmosa programmām 1998. gadā tika nodibināta Starptautiskā kosmosa stacija. Krievijas astronauti ir pazīstami kā kosmonauti, lai gan abus terminus var lietot kā sinonīmus.
Tā kā kosmosa kuģa platība ir ārkārtīgi ierobežota, astronauti ir savstarpēji apmācīti, lai veiktu vairākus uzdevumus. Piemēram, pilots var būt apmācīts veikt zinātniskus eksperimentus vai strādāt pie aprīkojuma remonta. Kosmosā šie profesionāļi pilotē savu kuģi, veic eksperimentus un vēro Zemi no sava unikālā skatu punkta. Viņiem parasti ir plašas zināšanas astronomijā, fizikā un citās zinātnēs, kā arī labi jāprot sadarboties ar cilvēkiem šaurās vietās.
Apmācība, lai kļūtu par astronautu, ir ļoti prasīga, un kosmosa programmās kā praktikantiem tiek pieņemts tikai ierobežots cilvēku skaits. Pretendentiem ir jānokārto fiziskās un psiholoģiskās pārbaudes un jāiesniedz regulāri eksāmeni, lai pārliecinātos, ka viņi paliek piemēroti darbam. Šie eksāmeni ietver stresa testus, lai noteiktu, vai kandidāts spēs izturēt unikālos kosmosa apstākļus. Ja kāds vēlas kļūt par pilotu, bieži vien ir nepieciešams bakalaura grāds un ar to saistīta pieredze, kā arī pieredze reaktīvo lidmašīnu vadīšanā.
Kad kāds tiek pieņemts apmācībām, viņš vai viņa pavadīs mēnešus mācību iestādē un dažādos apstākļos, kas imitē kosmosa vidi. Šie cilvēki lielāko daļu sava laika pavada uz zemes, jo sēdvietu skaits lidojumos ir ļoti ierobežots. Nacionālās kosmosa programmas laiku pa laikam ļauj īpašiem apmeklētājiem ieņemt vietas kosmosa lidojumos, ja šīs personas var pierādīt, ka viņu iekļaušana dos labumu misijai; šiem apmeklētājiem arī jāiztur treniņš.