С начала работ по программе разработки и создания многоразовых космических систем типа «Энергия-Буран» были развёрнуты работы по подготовке для них лётных экипажей. Кроме того, на протяжении последних лет работы по системе «Буран» потребовалось проведение лётных исследований и испытаний на летающих лабораториях, стендах и тренажёрах для отработки структур и алгоритмов комплексов управления и горизонтальных лётных испытаний (ГЛИ). К этой работе были подключены лётчики-испытатели с тем, чтобы, используя их опыт лётных испытаний, оценить весь сложный в теоретическом и практическом отношении комплекс «Буран».
Лётная подготовка являлась одним из основных разделов подготовки космонавтов-испытателей и велась по трём направлениям: специальная лётная подготовка, профессиональная подготовка и личное совершенствование».
Деятельность экипажа при полёте на космическом корабле многоразового использования имеет свои особенности, которые требуют наличия у лётчика широкого набора профессиональных навыков и личных качеств, обеспечивающих быструю адаптацию к условиям и средствам обеспечения полёта.
Специальная лётная подготовка космонавтов-испытателей была направлена на отработку методик управления специфичных для космических кораблей многоразового использования. Это закрепление и поддержание устойчивых навыков выполнения ручного управления в различных вариантах, отличающихся уровнем информационного обеспечения, навыков контроля процессов автоматического приведения и посадки орбитального корабля с возможным набором нештатных ситуаций самостоятельно и с поддержкой наземных средств управления.
В процессе подготовки космонавты-испытатели отрабатывают взаимодействие между членами экипажа и овладевают всем набором методов управления, обеспечивающих приведение космического корабля многоразового использования из области достижимости на основной, запасные аэродромы и аэродромы вынужденной посадки. Делать это надо днём и ночью в различных метеоусловиях. Космонавты-испытатели учатся выполнять в полёте большой объём вычислительной работы для решения задач приведения.
Полёты по специальной подготовке выполняются на летающих лабораториях (ЛЛ), оборудованных экспериментальными системами, обеспечивающими подобие характеристик траекторного и короткопериодического движения и характеристик космического корабля многоразового использования.
Профессиональная лётная подготовка осуществляется, как правило, в процессе лётно-испытательной работы по тематике научных подразделений ЛИИ и ОКБ, выполняются и программы на личное совершенствование.
Отработка необходимых навыков пилотирования летательного аппарата (ЛА) достигается в ходе выполнения полётов по исследованию перспективных систем управления, систем отображения информации; исследованию характеристик устойчивости, управляемости, сваливания и штопора, исследованию характеристик силовых установок и т. п.
Навыки к быстрой смене стереотипов деятельности формируются в ходе полётов днём и ночью, в сложных метеоусловиях, на различных типах самолётов.
Космонавты-испытатели проходят медико-биологическую подготовку, проводимую Институтом медико-биологических проблем (ИМБП) теоретическую и техническую подготовку на НПО «Молния», «НПО «Энергия», при этом используется опыт реализации космических программ.
Пожалуй, наиболее трудной частью профессионального отбора в космонавты оказывается медицинский отбор. Его осуществляют Центр подготовки космонавтов (ЦПК) имени Ю.А. Гагарина и Институт медико-биологических проблем Российской академии наук с привлечением специалистов медицинских организаций других ведомств.
Всё начинается с первичного медицинского отбора – определения годности по состоянию здоровья к специальным тренировкам. С первых лет освоения космоса специалисты решили отбирать кандидатов в космонавты среди лётчиков, так как лётчики испытывают схожие по характеру перегрузки, умеют быстро принимать решения и обладают техническими знаниями. И сегодня отбор кандидатов в космонавты-испытатели производится в первую очередь из числа лётчиков-испытателей, военных лётчиков, лётчиков и других специалистов, имеющих высшее техническое образование.