人体每次吸入的氧气并不会被完全利用，绝大部分会随呼气排出。通常情况下，我们吸入的空气中仅有约5%的氧气真正被身体吸收。按此计算，从10000升空气里被摄取利用的氧气量大约为500升，这正是普通人一天24小时大致所需的氧气量。照这个标准推算，一个人半年就要消耗约90000升氧气。假设空间站内驻留3名航天员，半年所需氧气总量将高达270000升。如此庞大的氧气需求量，显然不可能全部依赖从地面运输。就目前而言，空间站的供氧手段主要有三种，其中最为核心的当属舱载航天氧气生成设备。
航天氧气设备是专为保障宇航员及实验动植物在太空活动中的呼吸需求而设计的装置，其产出的氧气须与氮气混合，以营造接近地球的大气环境。这类设备主要借助太阳能电池提供的电力，通过电解水获取氧气，副产的氢气则被排放到太空中。
对于航天飞机等执行短期任务的飞行器，大多采用携带低温液态氧的方式储备呼吸用氧，并需在储备耗尽前返回地面。宇宙空间站则以电解水作为主供氧手段，同时配备氧烛和高压储氧罐以应对紧急情况。国际空间站上搭载了Elektron氧生成系统、压力调控单元以及二氧化碳清除组件，并整合了由美国宇航局开发的氧气生成设备（OGS），以此强化供氧能力。该套OGS设备每日可产出12磅氧气，足够支持6名乘员的呼吸需求。
工作原理
航天器上的太阳能电池阵列所产电力用于电解水，即通过电流使水分子裂解为氢气和氧气。生成的氢气被排放入太空，氧气则与站内贮存的相对惰性的氮气混合，调配后供航天员呼吸。
气体要求
舱内大气需模拟地球空气的构成，即由78%氮气、21%氧气和1%其他微量气体组成的混合气，压强维持在1千克/平方厘米（1个标准大气压）。同时，必须持续清除航天员呼出的二氧化碳，滤除污染物或微量有害气体，并保持正常的湿度水平。
根据航天器类型的不同，供氧方式存在明显差异。执行短期任务的航天飞机，依靠携带的低温液态氧来保障乘员呼吸，并作为发电机的燃料（与低温液氢配合使用）。宇宙飞船和舱外航天服同样采用液态氧储备，尽管搭载量远超实际需求，但都必须在储备耗尽前返回地面或主航天器。
空间站因在轨时间长久，供氧方案有所不同。它利用太阳能电池阵列所发电力来电解预先储存的水，产生的氢气被排放至太空，得到的氧气则供给乘员呼吸。站内的水储量相对充足但并非无限，需要循环再利用（包括对尿液进行收集、过滤和净化），并且需由航天飞机或货运飞船定期实施补给。另外，国际空间站还备有高压氧气罐用于应急供氧，并配置了一百余支高氯酸锂氧烛，每一支释放的氧气可维持一名宇航员一整天的呼吸所需。
为营造近似地表的大气环境，国际空间站需持续供应氧气与氮气。俄制 Elektron 氧生成器承担主要供氧任务，其原理是电解水，将其裂解为氢与氧。必要时，可点燃固体燃料氧生成器（即氧烛）作为氧气的补充来源。
氮气则由宇宙飞船或进步号货运飞船从地球运送，并存放于空间站的外部储箱中。在建造后期，这些外贮箱还将提供氧气，并可由航天飞机实施在轨补加；最终阶段，空间站会增设一套电解制氧装置。
压力控制组件通过泵阀系统将氮氧按正确比例混合，实时监测气压，并可在必要时对舱段进行泄压，以防超压或在紧急状况下协助灭火。
二氧化碳清除组件利用一系列特殊材料层吸附二氧化碳并排入太空，同时备有化学二氧化碳清除罐，通过氢氧化锂与二氧化碳的反应作为应急手段。
微量污染控制系统负责过滤舱内空气，去除因泄漏、溢出和材料放气产生的微量异味及挥发性化学物质，并配备有害杂质过滤器作为备用。
温控与环控系统维持整站的湿度与空气流通。此外，主成分分析仪持续检测舱内气体成分与含量，并对大气的供应与再循环进行调控。
美国国家航空航天局还研制了一台新型氧气生成设备（OGS），其日产量达 12 磅氧气，足以满足 6 名航天员的使用需求，是空间站常驻人数的一倍。该设备已由“发现”号航天飞机运送至空间站展开在轨测试。
