מאז שהחלו בני אדם בניסיונות להגיע לחלל, הם השתמשו גם בבעלי חיים בטיסות לחלל. לאורך השנים שוגרו כמה וכמה בעלי חיים לחלל, גם כ"חלוצים" שנועדו לספק לבני האדם תובנות על הטיסה לחלל ועל האתגרים הכרוכים בה, וגם במסגרת ניסויים מדעיים. מגוון מרשים של בעלי חיים כבר הגיעו לחלל – מחרקים, עכבישים, לטאות ודגים ועד צבים, חתולים, כלבים וקופים. למרבה הצער, לא כולם שרדו את המסע.
בעלי החיים הראשונים ששוגרו לחלל היו זבובי פירות, שאותם שיגרה ארצות הברית על גבי טילים בשנת 1947. בעל החיים המפורסם ביותר שהגיע לחלל הוא הכלבה לייקה. לייקה שוגרה לחלל בשנת 1957, על גבי החללית ספוטניק 2, והייתה היונק הראשון ששוגר לחלל, והיצור הראשון שנכנס למסלול לווייני סביב כדור הארץ.
עוד על לייקה: לייקה, שפירוש שמה "נבחנית", הייתה כלבה מעורבת קטנה שנמצאה משוטטת ברחובות מוסקבה. היא עברה אימונים לקראת מסעה: היא הורגלה לשהות בתא קטן, כמו זה שהיה בחללית, ולאכול אוכל מיוחד, ואומנה במתקנים שמדמים חלק מהתנאים בטיסה. לפני הטיסה היא הושמה ברתמה מיוחדת ולגופה חוברו חיישנים שתיעדו את מצבה הגופני. ידוע כי היא שרדה את הטיסה והצליחה לשהות בחלל, במצב של מיקרו-גרביטציה. היא מתה שעות ספורות לאחר השיגור, כתוצאה מהתחממות ומהמתח הרב שבו הייתה שרויה.
בעלי החיים הראשונים שטסו לחלל וחזרו בריאים ושלמים היו על גבי החללית הרוסית ספוטניק 5. בחללית, ששוגרה באוגוסט 1960 היו שתי כלבות בשם בלקה וסטרלקה, וכן ארבעים עכברים, שני עכברושים וארנב. החבורה נחתה בשלום על כדור הארץ לאחר כיממה. טיסה זו, בין היתר, סללה את הדרך לשיגור האדם הראשון לחלל, הקוסמונאוט יורי גגארין, ב-1961. באותה השנה שיגרו האמריקנים לחלל את הָאם השימפנזה. לאחר טיסה של כ-16 דקות, האם נחת באוקיאנוס האטלנטי. הוא חולץ בשלום, וחי עוד 22 שנה לאחר מכן.
לאחר שטיסות מאוישות לחלל הפכו "שגרתיות" יותר, שיגור של בעלי חיים נעשה בעיקר לצורכי מחקר. בזכות בעלי החיים הצלחנו ללמוד הרבה על החיים בחלל ועל השפעת מיקרו-גרביטציה על הגוף ועל ההתנהגות של בעלי חיים. התברר, למשל, שעכבישים מצליחים להסתגל לחיים בחלל במהירות מרשימה, ולומדים כיצד לטוות קורים בתנאים המאתגרים והמשונים השוררים בו. כיום החוקרים מקווים שכל הידע שנצבר יהיה מועיל ושימושי בטיסות חלל מאוישות וארוכות טווח שוודאי יתרחשו בעתיד, למשל למאדים.