Сергей Королёв считал, что для работы на орбите лучше всего подходят лётчики реактивной истребительной авиации, имеющие универсальные навыки пилотов, штурманов, связистов, медиков, бортинженеров. По замыслу Королёва, будущий космонавт должен быть не старше 30 лет, с безупречным состоянием здоровья, высокой психической устойчивостью, волевым характером, трудолюбием и любознательностью. Космическая техника того времени определяла антропометрические характеристики: рост не выше 175 см, вес 70-72 кг.
В Центре подготовки космонавтов вестибулярный аппарат кандидатов проверяли на «кресле Барани» и «качелях Хилова» по схеме «минута вращения – минута отдыха». В орбитальном полёте непредвиденная траектория вполне реальна, поэтому космонавт должен быть готов выдержать 15 вращений, при этом сохраняя адекватность и умея решить при этом необходимые задачи.
Экстремальные нагрузки (до 12 единиц) имитировали в центрифуге, разгонявшейся до 70 оборотов в минуту.
Находясь в истребителе «МиГ-15» кандидат делал несколько «горок», в процессе которых состояние невесомости длилось около 40 с. За это время он должен был написать имя, фамилию, дату и поставить подпись, затем попробовать космическую пищу из тубы и наконец передать по рации заданную фразу.
В барокамере лётчику создавали условия «высоты в 5 км без кислородной маски», чтобы определить, как он переносят кислородное голодание.
Проверка устойчивости кандидата в космонавты к воздействию высоких температур проводится в термокамере. В этой «сауне» (температура 70°С, влажность 10%) претендент должен был просидеть от 30 до 70 минут.
В сурдокамере создаётся эффект полной изоляции от окружающего мира, чтобы подготовить к полной темноте и тишине. Здесь кандидат должен пробыть не менее трёх суток. Из них 48 часов — в режиме непрерывной деятельности, без сна.
Для привыкания к скафандру (вес 110 кг) кандидата помещали в бассейн, где имитировали на продолжительное время условия невесомости.
