航空和航天心理學的研究領域主要包括以下幾個方面：
①飛行人員的心理選拔和訓練
心理選拔和訓練的目的都是培養心理品質和心理特性合格并能勝任工作的航空或航天飛行人員。根據航空飛行訓練的經驗和科研成果，合格的駕駛員必須具備優秀的心理品質和適合的心理特性，如迅速而準確的感知覺、廣闊靈活的注意分配和轉移力、協調的肢體運動、較好的動作模仿能力、較強的記憶和思維能力，以及堅強的飛行意志等等。
②航空和航天工程心理學
第二次世界大戰期間,是從嚴格的心理選拔和合理的訓練著眼來提高人的飛行能力,以適應飛機和武器系統發展的需要。但是,由于飛機飛行高度、速度和機動性能不斷提高，飛機座艙的儀表和操縱設備急劇增多，飛行中提供的眾多而不斷變化的信息，有時已達到甚至超過人的認知和動作反應的極限，因而就提出了傳遞飛機動態信息的方式和方法要考慮人的生理和心理功能特點，飛機的設備要便于人的應用的要求，這就為航空工程心理學的產生創造了條件。
③航空和航天環境心理學
在大氣層中飛行，飛行人員要受到高空缺氧、低氣、溫度劇烈變化，各種加速度、振動、噪聲、眩光等環境因素的作用而影響工作能力。到了大氣層以外的航天飛行，更要受到失重、狹小座艙和長時間脫離地面的生理和心理影響。這些因素都可使人的感知覺、動作反應及情緒狀態發生明顯的變化，不利于飛行工作。
情緒緊張和情緒異常反應是航空和航天心理學遇到的心理衛生問題。如何有效地進行放松訓練和心理治療，以減輕過度緊張的情緒或異常反應，正引起學者們的注意。此外，機組人員之間的性格和氣質特點的相容性也是航空航天心理學研究的問題。在日常生活環境中，人的某些性格特點和行動舉止彼此是可以原諒或根本不會加以計較的。但是，在宇宙飛船的狹小空間，人們要面對面緊張地共處幾天甚至幾個月，這時有些性格特點和行為舉止，就會成為使別人厭煩、甚至使人覺得受干擾的一種刺激。機組人員之間因此而很難相處，有時竟會發生沖突，妨礙正常完成飛行任務。所以，在選配一個飛船的機長和其他人員時，必須從心理學角度，注意機組成員的性格和氣質特點的相容性。
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