Thực phẩm trên tàu vũ trụ sẽ được xử lý để loại bỏ hết nước, dùng nhiệt để tiêu diệt các enzyme và vi khuẩn có hại. Đây cũng là cách để đồ ăn luôn tươi ngon. Trong đó, đông khô hoặc sấy khô là cách giữ cho đồ ăn không bị hỏng thường được dùng. Đông khô giúp kìm hãm quá trình phát triển của vi khuẩn đồng thời làm cho thức ăn nhẹ hơn nhiều. Phương pháp này còn giúp bảo quản chất dinh dưỡng và chỉ cần bổ sung nước cho đồ ăn là có thể sử dụng.
Các thực phẩm sẽ được đông lạnh ở nhiệt độ -400 độ C, sau đó chúng được cất trong khoang chân không, nơi nhiệt biến đá thành hơi nước. Thức ăn được đựng trong hộp dùng một lần. Những loại thức ăn như mỳ, gà, trứng, thịt bò phải đựng trong bao bì đặc biệt. Hộp thiếc dùng đựng đồ ăn nhẹ và hoa quả. Khi lấy ra ăn, các phi hành gia cần dùng lò đối lưu không khí để nấu lại hoặc dùng nước nóng/lạnh cho các thực phẩm đã được làm khô.
Một trong những tác động của môi trường vi trọng lực là sự giảm vị giác. Các chất trong cơ thể không thể đi đúng hướng, khiến xoang bị tắc nghẽn liên tục, khiến lúc nào các phi hành gia cũng phải ăn uống trong trạng thái nghẹt mũi. Sự khó chịu này ảnh hưởng đến vị giác của các phi hành gia vì vậy họ cần những đồ ăn có hương vị nồng và đặc biệt để kích thích cảm giác thèm ăn.
Ngoài ra, các phi hành gia cần ăn đủ 3 bữa một ngày. Các chuyên gia dinh dưỡng phải đảm bảo đồ ăn của họ có đủ vitamin và chất khoáng. Lượng calo cũng phải chia theo từng cá nhân. Ví dụ, những phi hành gia nữ thì cần khoảng 1.900 calo một ngày, còn nam giới sẽ cần đến 3.200 calo.
Kể từ năm 2003, các nhà du hành vũ trụ có thể mang vào không gian những món ăn truyền thống của đất nước mình. Một số món ăn của phi hành gia Trung Quốc như thịt lợn xé nhỏ sốt tỏi, thịt viên, gà Kung Pao, thịt bò tiêu đen, bắp cải muối và thịt lợn băm, cùng nhiều món khác tráng miệng như táo, kem. Phi hành đoàn của Nhật thì mang theo sushi, ramen… Trong khi đó, người Nga lại có món Borsch (súp củ cải đỏ) và món ga-ru, sữa đông và các loại hạt. Và đương nhiên, do được ăn các món truyền thống của quốc gia nên các phi hành gia tỏ ra rất thích thú với những đồ ăn này.
Ngày nay, thực đơn của các phi hành gia lên tới hơn 200 loại thực phẩm và đồ uống, cho phép các phi hành gia tự chọn lựa bữa ăn. Những đồ ăn này thậm chí còn để được ở nhiệt độ thường có thể ăn được trên tàu vũ trụ, ví dụ như mì ống, trái cây và các thức ăn phổ biến khác ở dưới mặt đất.