კოსმოსური მედიცინა — მეცნიერების კომპლექსური დარგი, რომელიც სამედიცინო, ბიოლოგიური, საინჟინრო და სხვა დისციპლინების გამოყენებით შეისწავლის და სხვადასხვა ღონისძიებით უზრუნველყოფს ადამიანის კოსმოსური ფრენისა და კოსმოსურ სივრცეში გასვლის დროს მისი სიცოცხლისუნარიანობის ოპტიმალურ პირობებს და უსაფრთხოებას. კოსმოსური მედიცინა იკვლევს კოსმოსური ფრენის ფაქტორებისა და პირობების გავლენას ადამიანის ორგანიზმზე და შეიმუშავებს შესაბამის პროფილაქტიკურ ღონისძიებებს; ადგენს და ასაბუთებს ავარიული მდგომარეობის შექმნისას კოსმოსური ხომალდის ეკიპაჟის გადასარჩენად საჭირო სამედიცინო ღონისძიებებს (ინდივიდივიდუალური დაცვის საშუალებანი და სხვა); ადგენს ფრენისათვის კოსმონავტების სამედიცინო მომზადების სისტემის ეფექტურობის კრიტერიუმებს, ამჟამად კოსმოსური მედიცინის მთავარ პრობლემებს განეკუთვნება ადამიანის ორგანიზმზე კოსმოსურ ხომალდში, თავისუფალ კოსმოსში, მთვარეზე ან სხვა პლანეტაზე განსხვავებული გარემოს პირდაპირი ფიზიკური და ფსიქოგენური გავლენის, ორბიტაზე საფრენი აპარატის გაყვანის, საპლანეტათშორისო სივრცეში მოძრაობისა და დედამიწაზე დაბრუნების დროს მოქმედი ფაქტორების, აგრეთვე აჩქარების, ხმაურისა და ვიბრაციების გავლენის შესწავლა. გარდა ამისა, კოსმოსური მედიცინა შეისწავლის უწონადობისა ღა მცირე ზომის ჰერმეტული კაბინის ხელოვნურ გარემოში ხანგრძლივი იზოლაციის პირობებში ყოფნასთან დაკავშირებულ ჰიპოდინამიას, ემოციურ დაძაბულობას, დღე-ღამის რიტმის პერიოდიკის შეცვლის თავისებურებებს და სხვა. იკვლევს აჩქარებიდან უწონადობაში და უწონადობიდან აჩქარებასა და შემდეგ გრავიტაციაში გადასვლას; კოსმონავტის კოსმოსურ ხომალდში ფრენისას მისი სიცოცხლისა და შოომისუნარიანობის შენარჩუნებისთვის საჭირო პირობებს (კაბინის ოპტიმალური მიკროკლიმატიჟანგბადის შემცველობა და ტემპერატურის რეჟიმი, სინოტივე, განათება, ვენტილაცია და სხვა); კოსმონავტთა შრომისა და დასვენების რეჟიმს; მათ კვებას და წყლით მომარაგებას, ორგანიზმიდან გამოყოფილ ნივთიერებათა (CO₂, წყალი, ექსკრემენტები) შეგროვების, მოშორების ან გამოყენების საკითხებს და სხვა. პლანეტების შემდგომ ათვისებასთან დაკავშირებით კოსმოსური მედიცინის წინაშე მრავალი ახალი პრობლემა დაისახება (ახალ დაავადებათა აღმოჩენა და მათი მკურნალობა, ახალ გარე სამყაროს თავისებურ ფაქტორთა გაკლენა ორგანიზმის ცხოველმყოფელობაზე და სხვა), რაც უთუოდ კოსმოსური მედიცინის ახალი დარგების გაჩენასა და განვითარებას განაპირობებს.