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太空几乎是一个完美的真空，里面充满了宇宙的空洞。但不全是真空，即使是最遥远的外太空也有气体、灰尘、辐射、引力以及其他物质。没有真正的真空空间。
自宇宙大爆炸以后，随着宇宙的膨胀，温度不断降低，当前，太空已成为高寒的环境，平均温度为零下270.3℃。
在太空中，各种天体也向外辐射电磁波，许多天体还向外辐射高能粒子，形成宇宙射线。如太阳有太阳电磁辐射，太阳宇宙线辐射和太阳风，太阳宇宙线辐射是太阳在发生耀斑爆发时向外发射的高能粒子，而太阳风则是由日冕吹出的高能等离子体流。
许多天体都有磁场，磁场俘获上述高能带电粒子，形成辐射很强的辐射带，如在地球的上空，就有内外两个辐射带。由此可见，太空还是一个强辐射环境。
太空还是一个高真空，微重力环境。重力仅为百分之一到十万分之一g (g-重力加速度) ，而人在地面上感受到的重力是1g。