地球の大気圏外に於いて、宇宙船の操縦や科学実験等の業務を行う人員。観光目的の宇宙飛行関係者とは区別される。
ロシアで宇宙飛行士訓練をした宇宙飛行士をコスモノート（kosmonavt）、アメリカ合衆国で訓練をした者をアストロノート（astronaut）という。
そのため、アメリカ人であっても、アストロノートとコスモノートがいる。ちなみに、アメリカ人初のコスモノートは、ソユーズTM-11に搭乗したノーマン・サガードである。
日本人初のコスモノートは秋山豊寛、初のアストロノートは毛利衛である。
ロシアやアメリカではそれぞれ、宇宙飛行士の資格を設けているが、宇宙飛行士であるかどうか世界に共通するような厳密な規定や定義はない。
今の所（2011年に於いて）は「１度でも宇宙に行った人」が宇宙飛行士であるとしている様であるが、何が宇宙飛行であるかの判断には幅がある。
たとえばロシアは衛星ミサイル・衛星爆弾は軌道を一周しなければ宇宙法に抵触しないとの立場を採っているが、有人飛行については弾道飛行も宇宙飛行であるとしている。
日本人に関しての報道では、かつての宇宙開発事業団や、同事業団が東京大学宇宙科学研究所・科学技術庁航空宇宙技術研究所と統合したJAXA（宇宙航空研究開発機構）所属の飛行士を「宇宙飛行士」と主に指す。
またロシアのソユーズロケットに搭乗し日本人初の宇宙飛行を果たしたTBSテレビの記者・秋山豊寛、また、その補欠であった菊地涼子の両飛行士は旧ソ連宇宙飛行士資格を取得している為、現在もソユーズ宇宙船に乗る資格がある。
国際航空連盟ではカーマン・ラインと呼ばれる海抜高度100km以上、アメリカ軍では50海里（92.6km）、アメリカ連邦航空局では80km以上の高空を宇宙空間と定義する。
アメリカ軍では定義以上の高度を飛行した機体の全搭乗員（機長・操縦士に限らず航法士等でもよい、全ての当該機乗組員）に宇宙飛行士記章 (Astronaut Badge) を授与している。
初期の宇宙飛行では無事に帰ってくる事が最優先され、過酷な打ち上げに耐える体力と不測の事態への対処能力が重視された事から、主に軍の戦闘機パイロットやテストパイロットから選抜されていた。
近年では科学研究が主体になり、研究者が訓練を受けて宇宙飛行士になるケースが多いが、船長や操縦士としてパイロットが選抜されている。
またロボットアームの操作にはパイロットとしてのセンスが役に立つとされる。
なお、過去に何十人もの宇宙飛行士が飛行任務中の事故で殉職しているが、多くは打ち上げ時か大気圏再突入時の事故によるもので、厳密に宇宙空間で死亡した人間はソユーズ11号の空気漏れ事故で窒息死した３人の搭乗員のみである。
