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航天医学是一门交叉学科，涉及到医学、医学工程和航天技术；航天医学又是一门新兴学科，从60年代初第一个人上天以来，美苏开展了广泛的研究，学科得到迅速发展，现已成为一门综合性的重要学科。
航空医学诞生于第一次世界大战期间。尽管那时飞行高度不足2000 m，速度不超过500 km／h，但却发生了空晕病、身体缺陷导致的飞行事故率高等许多需要医学界解决的问题。如1915年英国对大战一年来死亡的100名飞行员进行了原因调查，发现90％ 的飞行事故是由于人的因素而造成的，其中60％航空死亡是因飞行员身体缺陷所致，8％ 死于机械故障，真正战死的仅占2％ 。这一调查结果引起了英国政府的高度重视，随之成立了照顾飞行员的机构，直接为飞行员的安全和健康服务，使由于身体原因所致的飞行事故大幅下降，同时也推动了航空医学发展。一战后期，各交战国相继认识到了医学在飞行安全保障方面的重要性，先后成立了专门的医学机构，设置了航空军医。1917年美国创建了航空医学研究所，开始航空医学研究。这些都标志着航空医学作为一门崭新的医学专科开始初露头角。
第二次世界大战期间，飞机数量增多，飞行速度提高，续航时间延长。各交战国航空专家都重视与医学家合作，对一些亟待解决的航空医学问题，如高空减压病、缺氧防护、正加速度防护、航空救生、飞行疲劳、航空心理学等方面开展了比较系统的研究，在理论和实践上都取得了显著成果。
二战后，航空技术伴随着科技的迅猛发展有了巨大进步。航空医学进入了航空航天医学的新阶段。此期间，航空医学不仅解决了喷气式飞机高空高速飞行的医学保障问题，而且在解决长距离飞行、超低空飞行、夜间飞行等方面也做了大量工作。对飞行人员疑难病例的诊断、医学鉴定积累了更丰富的经验。1957年10月4日，前苏联第一颗人造卫星发射成功，开创了人类航天事业的新纪元。此后，美、俄宇宙飞船、航天飞机多次飞上太空、登上月球。航空医学已发展成为航空航天医学时代。