自古以来，人类就向往着宇宙空间。在漫长的岁月里，先辈学者倾注了很大的精力去观测和研究发生在地球周围空间（近地空间）、太阳系空间及更遥远的宇宙空间的自然现象。如早期对地磁、天体运行、极光、彗尾、太阳黑子、太阳耀斑和超新星爆发的观察等，对陨石进行化学分析，对宇宙物质的某些化学组成的光谱测定等，这些研究积累了人类认识宇宙的宝贵知识。
20世纪以来，短波无线电远程通信试验成功，电离层的发现，宇宙线的观测，磁暴和电离层暴27天重现性与太阳自转有关的发现，以及等离子体振荡的发现等，也促进了理论研究的发展，如S.查普曼和费拉罗(V.C.A.Ferraro)提出了磁穴和环电流的概念，Sir E.V.阿普尔顿和哈特里 (D.R.Hartree)建立了磁离子理论，朗缪尔(I.Langmuir)提出了等离子体的概念，H.阿尔文预言阿尔文波的存在等。在实验方面，用探空火箭拍摄了太阳的整个光谱，探测了电离层和高层大气结构；光谱分析广泛地用于测定太阳和行星大气的化学组成，据此维尔特 (R.Wildt)提出了类木行星由大量氢所组成；对地外生物和地外文明也开始了探索。这些都为空间科学的形成奠定了基础。
50年代以后，在大量地面台站、气球和火箭观测及长期理论研究的基础上，迫切要求各相关学科之间密切配合，要求全球性的协同观测以及发展新的探测手段。1956年，在国际地球物理年大会上，美国和苏联宣布将要发射人造地球卫星以增强对地球物理学的研究。1957年，苏联首次发射了人造地球卫星，这标志着人类进入了空间时代。从此，许多国家和团体发射了大量的空间飞行器并进行了广泛的多学科的研究，促使空间科学迅速发展。 空间探测
20多年来，人们对近地空间环境进行了大量的普查，发现了地球辐射带、环电流，证实了太阳风、磁层的存在，发现了行星际磁场的扇形结构和冕洞等；月球探测器和“阿波罗”飞船载人登月，对月球进行了探测和综合性研究；行星际探测器系列对行星进行了探测，并由对内行星发展到内外行星的探测；天文观测卫星系列对太阳、银河辐射源、河外源,在红外、紫外、X射线和γ射线波段进行了探测。在取得上述进展的同时，空间生命科学也相应地迅速发展起来。例如研究人在空间长期生存的一系列问题，包括在失重、超重、高能辐射、节律改变等条件下人体的适应能力等；空间生物学、医学和生保系统的研究也取得了很大的进展；关于地外生命也在进一步探索。
在70年代后期，空间科学的发展进入了更高阶段。这主要表现为：对重大科学课题的研究更有针对性，并能制定周密的探测与研究计划，同时加强了理论研究；在开展广泛的国际合作下，进行了全球性的协同探测与研究。航天飞机的出现，将开辟空间科学史的一个新纪元，成为空间时代第二阶段的标志。[2]