自从旧金山巨人和洛杉矶道奇离开纽约后，有人尝试建立国家联盟和美国联盟以外的第三个大联盟，但以失败告终。虽然这个第三联盟没有建立，但此举引起了多个城市建立大联盟球队的兴趣。1960年10月17日，法官Roy Hofheinz和多个来自休士顿市组成的班主小组获得建立国家联盟中第十队的资格, 球队名字叫休斯顿45手枪队。1961年美联加入两支新球队，洛杉矶天使和明尼苏达双城（双城队前身是华盛顿参议员队），于是国联除了休斯顿45手枪队外，于1962年加入纽约大都会。“手枪队”在1962年4月10日开始比赛，建队后三年都以柯尔特球场（Colt Stadium）作为主场。 球队的最初十年拥有多个杰出打击球员，如Joe Morgan和Jimmy Wynn，以及多个杰出投手, 如Bob Bruce，Ken Johnson，Mike Cuellar，Don Wilson，Larry Dierker，Dave Giusti和Denny LeMaster。

1965年4月9日休斯敦45手枪队改名为休斯敦太空人和将主场搬到太空巨蛋球场（Astrodome）。新队名配合了新球场的未来既念和革命性的巨蛋型球场，也配合了当时位于休斯敦的美国太空人计画。球场内的计分版仍保留旧队名的特色，例如每当有太空人队球员击出本垒打就会有牛仔发射手枪，子弹围绕着计分版。早期，球场管理员还穿着太空衣来展示未来的概念。作为加盟国联的条件，太空人队答应国联建筑巨蛋型的太空巨蛋球场作为主场，巨蛋型的密封设计可以防御休斯敦的高温和高湿度的夏季。有部分彷照罗马斗兽场而建的太空巨蛋球场是当时的新一代建筑物，曾被誉为“世界第八大奇观”。就如当时多个美国国内的新球场，如位于首都华盛顿RFK Stadium和位于纽约市的Shea Stadium，太空巨蛋是多用途球场，可以举行美式足球和棒球赛，亦由于球场的密封设计，球场也可以举行篮球赛，演唱会和举行政治会议。

除了球场密封的盖顶外，球场内还有多个革命性的设计。它是第一个球场拥有全歌剧院式座位，也是第一个拥有豪华座位和包厢房，是当时球场设计中较新的概念，球场内置有“爆炸性显示版”，每当主队得分显示版都会显示动画，显示版也可显示讯息和广告。太空巨蛋球场是美国国内其中一个最早使用人造草的球场。原先球场使用的是真草和透明盖，但1965年球季期间球员和球迷都投诉透明盖反光，影响球员比赛，因此球场盖顶被涂上黑色，由于缺乏太阳光，再不能使用真草，太空人队改用由Monsanto Company公司出产的AstroTurf人造草，人造草不用像真草般需要时常护理。人造草地的耐用性和安全性使多个大学和职业球队将球场转为人造草球场，多个着名的巨蛋型球场也是使用AstroTurf人造草，如位于纽奥良的Silverdome，位于雪城的Carrier Dome和位于底特律的Pontiac Silverdome。

曾为太空人队投出两次无安打的投手唐·威尔森于1975年逝世，他所穿过的40号球衣被太空人队荣休。

1975年亦是太空人队选用红，橘，黄及海军蓝色所合成的彩虹形球衣（图案像彩虹，但彩虹部分只有红橘黄三色，背景海军蓝或白色），成为球队的标誌，这球衣设计沿用至1993年。这种设计的球衣（由于又像当时流行的冰棒，所以又名冰棒）原本由Sand-Knit公司出产，被球迷广泛穿着，令球队注意到，首先由太空人附属小联盟球队採用，受欢迎程度慢慢令业余垒球球队，高中队及大学队选择改穿（着名的有Seton Hall，Tulane和Louisiana Tech）。同一时间太空人队由蓝色帽改用橘色帽（但及后慢在客场转戴蓝色帽，再之后全部比赛都只戴蓝色帽），1987年至1993年间太空人队逐渐将彩虹球衣转为较传统的棒球服装。

在1972年，太空人队打出建队以来最好成绩，分别在三个领队管理之下，包括传奇领队Leo Durocher（亦是他个人最后一次作为球队领队），太空人以84-69完成球季，于国家联盟西区排名第二。

1975年5月30日Bob Watson得到球队历史第1,000,000分，由于当时有其他球队接近得到同样的历史分数，所以Bob Watson打出本垒打后特别用全速跑回本垒以肯定他是最快可以得到这个历史纪录的人。

曾效力匹兹堡海盗的Bill Virdon于1995年5月成为太空人的新领队。

连续三季以近5成胜率的成绩，他们在1979年第一次有机会挑战国联冠军的荣衔，虽然球队缺乏力量形的打棒球员，他们全季只击出49个本垒打，没有一个球员击出多过10个本垒打，1979年的太空人队以投球和速度取胜，当年他们的盗垒次数全国联第一，共盗垒190次，其中3个球员盗垒超过30次。当时的明星员包括外野手José Cruz, Sr.，三垒手Enos Cabell和投手J.R. Richard。这个球员组合令太空人队大半季领先国联，但最后成绩不及辛辛那提红人，红人在球季最后一周以1.5场压倒太空人赢得国联西区冠军。

1979年球季之后太空人签下自由身球员诺兰·莱恩，是大联盟棒球的第一个每年过百万的契约。同时又将受欢迎的德州人队及前太空人球员Joe Morgan带回球队，两人负责带领一队年轻球队。

使用1979年成功的以投球和速度为主的战术，太空人终于在1980年赢得第一个国联西区锦标，球季最后一个周未之前第一位的太空人领先第二之洛杉矶道奇3场，只要赢余下3场对道奇的其中一场便能夺取国联西区冠军，但太空人连输3场，两队需要多打一场附加赛来决定国联西区冠军，这是自国联于1969年转两区比赛之后第一次要以附加赛决定分区冠军，附加赛于洛杉矶进行，Joe Niekro投出第20场胜投为太空人轻易以7-1大胜道奇，成功赢得第一个分区冠军及季后赛资格，他们以93-70的成绩完成球季。

于国家联盟冠军赛，太空人对费城费城人打到第5场, 这系列赛广泛被认为是其中一个最激烈的联盟系列赛。在决定性的第5场，太空人在第八局上半领先费城人5-2，但太空人投手诺兰·莱恩未能保持领先，最后在第10局败给费城人5-6。

1980年太空人遇上不幸，当时的国联赛扬奖热门人选J.R. Richard是其中一个最强的投球手，拥有10-4的纪录，1.73防御率，但他1980年7月30日的比赛前中风，他中风之前几天曾说过手臂，肩膊和背脊有痛楚，亦在7月14日的比赛中视力减弱，不能看清楚捕手的手势，J.R. Richard差点失去生命，虽然他成功生还，但再也不能在大联盟中投球。

因工潮而缩短的1981年球季，太空人以下半季西区冠军的身份过入季后赛，球季成功的其中一个因素是得到自由身球员Don Sutton加盟，虽然他们的投球表现突出，但他们的进攻像中国滴水酷刑（Chinese WAter Torture）般缓慢。太空人在因缩短球季下产生的特别季后赛中面对洛杉矶道奇，他们在首两场胜出，之后连败三场，令太空人成为大联盟历史上第一队先胜两场后连败三场因而在五场三胜的系列赛中落败的球队。

败给道奇队后，太空人的命运更转坏。但亦不乏几个值得记念的时刻，1983年投手诺兰·莱恩对蒙特娄博览会时打破大联盟历来最多三振的纪录，当时他与当时效力费城费城人的Steve Carlton竞争打破此纪录，最后Nolan Ryan胜出然后保持此纪录至今（2017）。翌年，被认为有前途的新晋游击手Dickie Thon被大都会投手Mike Torrez的投球击中头部，影响了他日后的表现。

经过1985年的平淡球季后，太空人解僱了领队Gabe Paul和经理Bob Lillis。领队的位置由Dick Wagner接任，Dick Wagner1979年在红人队时打败太空人赢得国联西区冠军，Bob Lillis的经理位置由Hal Lainer接手，他的“票房棒球”管理方式改变了太空人，他初在任时太空人经理的首19场赢得13场，改变以往开季慢热的球队作风。

球队表现良好，太空巨蛋举行了棒球大联盟全明星赛后，太空人连续5场反胜对手（两场胜大都会，三场胜博览会），对道奇时投手Jim Deshaies（太空人以Joe Niekro从纽约洋基交换过来）开场时连续三振8个球员。9月25日投手Mike Scott协助球队以无安打击败当年神勇的旧金山巨人，Mike Scott赢得赛扬奖和以19胜10败的成绩结束球季。

国家联盟冠军系列赛的对手是大都会队，大都会在常规赛得到108场胜利，并被评为年代最佳，好像命运注定会赢得世界冠军， 刚好两队球都在庆祝成立25周年。

这个系列赛峰迴路转，也是其中一个最传奇性的季后系列赛，第3场于纽约Shea Stadium举行，当时太空人领先5-4，第9局下半太空人终结者Dave Smith给大都会球员Lenny Dykstra打出两分本垒打，大都会以6比5逆转胜。

最有代表性的是第6场，只需多胜一场便可以打第7场及以系列赛中表现出色的投手Mike Scott先发，太空人第一局便领先3-0，直至第9局两队都没有得分，第9局下半大都会在太空人先发投手Bob Knepper手上得两分，迫使太空人派出终结者Dave Smith出场，但Dave Smith首先保送Gary Carter和Darryl Strawberry上垒。然后Ray Knight的高飞牺牲打把比赛打和，虽然还有人在垒上，Dave Smith再没有给对手得分。

到第14局大都会才凭Wally Backman一垒安打及Kevin Bass的失误反超前，第14局下半太空人凭Billy Hatcher的一出局一分本垒打打和。 第16局大都会的Darryl Strawberry的二垒安打和Ray Knight的打点将大都会再重拾领先位置，大都会在第16局共得三分，领先7-4，当他们以为比赛会就此结束的时候，太空人连得两分，差一分便可追平，在垒上有人的情况下，Kevin Bass的打击是太空人的最后希望，可惜Jesse Orosco把他三振出局，比赛结束。

这场16局的比赛打破了大联盟当时季后赛最长比赛的纪录，直至太空人于2005年10月9日和亚特兰大勇士队的18局比赛打破他们原有的纪录。

1999年10月3日，太空巨蛋球场（Reliant Astrodome）的最后1场比赛。

1991年，一垒手Jeff Bagwell以2成94打击率，82分打点为球队抱回第1个年度新人王。Bagwell更在1994年赢得队史第一个国联MVP，同1年，太空人被划入新的国联中区，同时开始展现其强大的竞争力。

1997年，总教练Larry Dierker初次执掌兵符，便带领太空人赢得11年来第1个分区冠军，但在1997年国家联盟分区赛便遭遇强敌亚特兰大勇士，太空人毫无招架之力，惨遭淘汰。二垒手Craig Biggio全季162场比赛未击出1支双杀打，写下大联盟的新纪录。

1998年太空人再打出102胜60负的队史最佳成绩，蝉连中区冠军，但是不幸在1998年国联分区赛被圣地牙哥教士击倒。

1999年，太空人拼战至季赛最后1天才摆脱辛辛那提红人，三连霸国联中区，可惜在1999年国家联盟分区赛又被勇士给击败。同1年，太空人队史上首度出现两位20胜以上的投手，Mike Hampton(22-4)与Jose Lima(21-10)。

在21世纪的第1年，太空人挥别了太空巨蛋球场，搬至崭新的户外球场--少女球场(Minute Maid Park，原名Enron Field)，太空人在这一年缔造了多项队史纪录，如全队本垒打数(249)、打点(900)与得点(938)，Bagwell也以全季47支本垒打，152分得点刷新纪录，捕手Tony Eusebio更连续24场击出安打改写太空人纪录。

2001年，太空人第四度夺下中区冠军，克雷格·比吉欧成为球队第一位击出2000支安打的球员。在季后赛第一轮中，太空人第三度不敌勇士巨斧，被阻于国联冠军赛门外。球季结束后，Dierker辞去总教练一职，由Jimy Williams接替，太空人于2002年屈居分区第二，无缘进入季后赛。休士顿球迷依旧在期待太空人早日摆脱季后赛第一轮被淘汰的宿命，夺下国联冠军，进而飞进世界大赛。

2004年，太空人拿下国联外卡，在季后赛第一轮中，太空人终于淘汰勇士，只是到了国联冠军赛 最终以三胜四败不敌同区的圣路易红雀。

2005年，太空人再度拿到国联外卡，第一轮再度遭遇到勇士最后以三胜一败挺进下一轮，碰上去年（2004年）的对手红雀队，最终以四胜二败挺进到世界大赛，最后太空人遭到芝加哥白袜直落四横扫，无缘拿下队史第一个世界大赛冠军。

2006年起开始战绩逐渐下滑，都在国联中区排在后段班，甚至在2011年苦吞史上最糟糕的56胜106败。

2012年也吞下106败。

2013年，美国职棒大联盟为了平衡每个分区的队伍数，太空人于该球季移至美国联盟西区，不过战绩依旧没有起色，该年以111败，打破队史最多败的纪录。

2015年，太空人在外卡战中战胜扬基，进入季后赛。Carlos Correa 获得美联最佳新人，Dallas Keuchel获得美联赛扬奖。

2016年，太空人整个赛季起起伏伏，最终在外卡争夺中失败。

2017年，太空人常规赛拿下101胜61负的好成绩，季后赛先后淘汰红袜和扬基，在世界大赛中4-3战胜道奇，获得球队历史第一个世界大赛冠军！

世界大赛冠军（1次）：2017

联盟冠军（2次） ： 2005（国联冠军）、2017（美联冠军）

国联西区冠军（2次）：1980、1986

国联中区冠军（4次）：1997、1998、1999、2001

美联西区冠军（1次）：2017

外卡次数 (2次) ：2004、2005

最佳球队：2018