主要功能是进行科学技术活动，包括天文观测、对地观测、物理试验、化学试验、生物医学试验以及各类技术试验等。随着
空间科学技术活动的深入，这类科技活动也越来越专门化，职业航天员大都是飞行员或试飞员出身，科学技术方面的专业水平与能力不足，难以胜任这些科学技术工作。于是，有效载荷专家应运而生。一般说来，前苏联1964年参加“上升1号”飞船的费奥克蒂斯托夫就是第一位有效载荷专家，因为他是一位航天设计师，参加这次飞行的主要任务之一是进行飞船太空飞行的实际考察。美国1972年参加“
阿波罗17号”登月飞行的航天员施密特是第一位真正的有效载荷专家，他是职业地质学家，在对月球进行实地考察方面的优势远胜于其他航天员。
美国航天飞机研制成功以后，开始大量选拔有效载荷专家参与航天任务。航天飞机对人的身体要求比以往的载人航天器低的多，身体和心理素质较好，经过较短时间的训练就可以胜任航天飞行的需要。有效载荷专家在太空主要负责各类专业性很强的科学技术活动。