本书首先在第一章概述了空间环境的特性，包括辐射和微重力。辐射对航天员的生物效应，如损伤，以及微重力对人体的影响，包括对能量代谢、蛋白质合成、钙代谢和骨骼系统的影响，都进行了详细阐述。
第二章深入研究了微重力对人体代谢的影响，解释了正常与微重力环境下的能量代谢差异，以及针对这些影响的营养保障措施。章节还探讨了微重力对蛋白质合成、氨基酸代谢和钙代谢骨骼系统的影响，以及相应的防护对策。
第三章关注空间微重力对心血管和神经系统的影响，从心血管结构功能到神经系统的反应，以及应对这些影响的策略。第四章则详细讨论了微重力对体液和血液的影响，包括体液电解质的调节以及失重后的血液再适应问题。
第五章专门研究了微重力如何影响人体肠道微生态，以及饮食因素对肠道微生物菌群的影响。第六章到第十一章分别探讨了空间辐射对免疫系统、中枢神经系统、代谢组学、细胞生物学、氧化应激以及航天员心理的影响，以及相应的应对策略。