Sebbene le astronavi teoriche fossero state sognate nei primi anni del 1900, la prima astronave di successo fu la Sputnik 1, proposta il 17 dicembre 1954 e lanciata il 4 ottobre 1957. Il 12 aprile, 1961, la Vostok 1 divenne la prima nave spaziale con equipaggio.
Il design della nave spaziale è uno sforzo di squadra che si basa sugli sforzi di molti scienziati e ingegneri, quindi è impossibile fissare una data precisa per la prima invenzione. La prima persona documentata a proporre seriamente viaggi nello spazio usando i razzi fu un insegnante russo di nome Konstantin Tsiolkovsky nel 1898. Le sue teorie furono aggiunte da Hermann Oberth, un tedesco che sviluppò missili durante la seconda guerra mondiale. Uno scienziato americano di nome Robert Goddard ha anche sviluppato progetti pratici durante la prima parte del 20 ° secolo.