我們在看宇宙員在太空行走的畫面或者視頻時，會發現他們好像不受到任何重力作用而懸浮在空中，這就是我們常說的失重狀態。但是按常理分析，這些太空人在太空中勢必會受到其它星體特別是太陽和地球的引力作用，那麼為什麼太空人沒有被因引力作用而最終墜落到這些星體之上，而是處於懸浮在空中的失重狀態呢？
我們先來看一下什麼是失重。從物理學定義來說，失重是指物體不被引力所作用，那麼這個不被引力作用的表述，並不是說物體沒有受到引力，因為按照萬有引力定律，任何有質量的物體之間都會產生作用，這個引力值與物體的質量成正比，與它們之間的距離平方成反比，雖然宇宙空間很空曠，但也分布著無數大質量的各類天體以及其它有質量的星際物質，因此將一個物體放到太空中，它必然會受到各種星體和星際物質的萬有引力作用。
不被引力作用的概念，我們可以這麼去理解，就是物體在太空中所受到的各種萬有引力處於一個平衡的狀態，這就是完全的失重。其實，在宇宙中我們是極難找出這種引力完全處於平衡狀態的點位，因為物體在各種引力源所構成的引力綜合場中，其也是處於每時每刻地運動之中，也就是說相對於這個物體，引力源的共同質心總會在發生著變化，當綜合引力的平衡出現相應微弱變動時，這個物體實際上所處的環境就是微重力環境。
在物理學中，判斷一個物體是否完全處於失重狀態有一個明顯的標誌，就是物體的組成部分之間沒有相互的作用力，比如壓力、拉伸、剪切等應力作用。根據牛頓第二和第三定律，當物體與支持物之間的壓力為0時，這個物體和支持物的整體運動加速度應該等於它們所受到的重力加速度。當a=g時，才能夠使得支持力等於0，對外才表現出失重的狀態。
那麼，從受力效果來看，當一個物體在地球上作自由落體運動時，它的加速度就等於重力加速度，這個物體也是處於失重狀態的。而如果太空人在地球的外部作太空行走時，其也受到地球的重力加速度，不過這個數值會因距離地球質心的距離拉大一些而有所減弱，我們根據重力加速度的計算公式：g=GM/（r^2），當一個太空人在地球上方200公裡的軌道上時，其重力加速度與在地表的9.8米/（秒^2）相比，僅降低了6%左右，而相對於與太陽的距離來說，其距離的變化幾乎可以忽略不計，此時受到太陽引力產生的重力加速度，大約為地球提供的60%。那麼，在這樣的引力環境下，根據上面的分析，太空人勢必會受到另外的作用力，使其運動加速度與受到的地球、太陽引力的重力加速度相當，這另外的作用力又是什麼呢？
無論是月球圍繞地球，還是地球圍繞太陽，這種運動形式都是周期性的公轉，這種公轉的產生來源於星體誕生之時所吸聚物質所具有的角動量，在角動量守恆定律的條件下，吸聚的物質越多、距離核心區越近，這個轉運的速度也會越快。而在萬有引力作用下，這個引力的作用效果起到了維持星體轉運的向心力的作用。因為作勻速圓周運動的物體，其運動方向時刻在發生改變，那麼就必然存在著一個能夠改變加速度的外力作用，萬有引力在此就發揮了重要作用，做勻速圓周運動的物體，其所受到的向心加速度，方向正好指向引力源的質心，數值也正好等於引力提供的重力加速度。因此，我們可以這麼理解，在太空環境中的太空人，他也處於與地球或者別的星球的公轉慣性參照系內，其之所以會表現出失重狀態，是因為引力充當了向心力的作用，使得所受到的重力加速度等於重力加速度，從而沒有表現出被吸引墜落的效果，從某種意義上來說，太空人在太空中的失重狀態，與自由落體的原理是差不多的。
那麼，又有一個問題來了，為何感覺自由落體明顯下墜，而太空人在漂浮呢？我們假設太空人處於地球上空同步軌道內，那麼這位宇宙員就會擁有著與地球自轉和公轉相同的運動速度。太空人相對於地球來說，在引力作用，其實他也是朝著地球墜落的，只不過這個引力充當了他繞著地球同步轉動的向心力，結果是雖然在做著朝向質心的自由落休整運動，只不過擁有著與地球赤道自轉線速度一樣的切向速度（465米/秒），那麼在下落的過程中，由於地球的表面也發生著彎曲，這個速度保證了宇宙員與地面的距離始終是固定不變的，從而不會落到地球上。
同樣的道理，太空人在地球上空的同步軌道內，也會受到太陽的引力作用，這個引力提供的重力加速度數值也不小。只不過，太空人也會跟著地球圍繞太陽公轉，擁有與地球一樣的公轉線速度（30公裡/秒），太空人其實也是在向太陽作自由落體運動，不過太陽的引力也充當了向心力，由於太陽表面也是彎曲的，在這樣的速度下，太空人在墜落的過程中，其切向速度也保證了太空人與太陽的距離始終維持在一個穩定的數值，不會墜向太陽。
通過以上的分析，太空人之所以會懸浮在太空中處於失重狀態，主要是其受到的重力加速度與自身運動所表現出來的加速度加等。而萬有引力提供了圍繞其運動的向心力，滿足了失重的條件，在圍繞地球和太陽運動的同時，雖然在墜落，但是由於地球和太陽表面是彎曲的，其橫向運動速度達到的數值，確保其永遠墜落不到引力源中心。