無重量状態
まず、体液の循環が変化する。地上では下半身に溜まっていた水分のうち約2リットルは、無重力状態になった数分後には胸部と頭部に移動する。その体液が調節機能によって全身に循環されるため、顔がむくみ、首と顔の血管が浮き出るようになり、鼻が詰まって嗅覚や味覚がなくなる。尿の量が増え、体内で吸収される液体が減少するので、血液や体液の量もそれに合わせて減少する。
背が少し(1 - 2センチメートル程度)伸びることにもなるが、これは脊椎の椎骨と椎骨の間にある円盤状の椎間板が圧迫されなくなるためである。
体内で生成される赤血球の数も、大きく減少する。赤血球の減少は4日以内に始まり、40 - 60日ほどで安定する。原因には二説ある。一つは、無重力状態では血液量が減るため、同時に赤血球も減ることになるというもの。もう一つは、血液が上半身に移動することで血液が多過ぎると体が勘違いし、赤血球を減らしてしまうというもの。
長い間、無重力状態(微少重力環境)に晒されていると、骨が脆くなる。これは、骨が圧力を受けるほど太くなり、逆に負荷が減ると細くなってゆくという性質を持つためである。さらに、骨が細くなる過程で浸出するカルシウムが尿に含まれるようになるので、腎臓結石のリスクも高まる。また、カルシウムが不足すれば骨粗鬆症にもなりやすくなる。無重力状態では1か月に約1パーセントの割合で骨の質量が減少するので、10か月も過ごせば地上で30歳から75歳まで年を取った分に相当する骨の無機成分が失われる。
骨だけでなく筋肉にも影響が現れる。筋肉が萎縮し、筋肉の結合組織も退化する。