Собаки
Первые опыты с отправкой в космос собак начались в 1951 году. Суборбитальные полёты совершали собаки Цыган, Дезик, Кусачка, Модница, Козявка, Непутёвый, Чижик, Дамка, Смелый, Малышка, Снежинка, Мишка, Рыжик, ЗИБ, Лиса, Рита, Бульба, Кнопка, Минда, Альбина, Рыжая, Джойна, Пальма, Отважная, Пёстрая, Жемчужная, Малёк, Пушок, Белянка, Жулька, Кнопка, Белка, Стрелка и Звёздочка.
3 ноября 1957 года была выведена на орбиту собака Лайка. 26 июля 1960 года была предпринята попытка вывести в космос собак Барса и Лисичку, но через 28,5 секунд после старта их ракета взорвалась. Первым удачным полетом стал запуск Белки и Стрелки 19 августа 1960 года. Последний перед полётом Ю. А. Гагарина испытательный запуск искусственного спутника Земли (пятый беспилотный корабль-спутник «Восток») с собакой Звёздочкой и манекеном космонавта, которого будущие покорители космоса назвали Иваном Ивановичем. «Генеральная репетиция» прошла успешно — после кругосветного витка экспедиция благополучно вернулась на Землю: собака возвращена, манекен катапультирован и возвращён на парашюте. Спустя три дня на конференции в Академии наук все взоры присутствующих были устремлены на Белку, Стрелку и Звёздочку, а на сидевшего в первом ряду Гагарина внимания тогда никто не обратил.
Обезьяны
Наиболее близкие к человеку по физиологии, обезьяны многократно запускались в суборбитальные и орбитальные полёты как до, так и после первого полёта в космос человека. США запускали обезьяну в космос первоначально между 1948—1961 и по одному полёту в 1969 и в 1985 годах. В суборбитальные полёты запускали обезьян Франция в 1967 году и Аргентина в 1969—1970 гг. Советский Союз и Россия запускали обезьян между 1983 и 1996 годами. Всего в космос летали 32 обезьяны; у каждой было только по одной миссии. Были использованы обезьяны из нескольких видов, в том числе макак-резусы (большинство), макаки-крабоеды и обыкновенные беличьи обезьяны, а также свинохвостые макаки. В рамках программы Меркурий, в США летали шимпанзе Хэм и Энос.
В рамках «лунной программы СССР» летно-конструкторские
испытания корабля 7К-Л1 предусматривали изучить, как перегрузки приуспешный
запуск корабля 7К-Л1 № 9 был осуществлен 15 сентября
21 сентября 1968 года спускаемый аппарат «Зонда-5» вошёл по баллистической траектории в атмосферу Земли и приводнился в акватории Индийского океана. Когда моряки с советского корабля готовили спускаемый аппарат к подъёму на палубу — они услышали, что внутри аппарата что-то шуршит, а потом последовал звук удара. Опять шуршание и опять удар.… Предположили, что на аппарате, очевидно, установлен самоликвидатор. Работы были приостановлены до тех пор, пока не связались с учёными, работавшими с «Зондом-5». От них моряки узнали, что шуршат черепахи, которые помещены как подопытные животные в испытательный отсек. Спускаемый аппарат был поднят на борт советского экспедиционного океанографического судна «Василий Головин» и 3 октября 1968 года доставлен в Бомбей, откуда самолётом отправлен в Москву. Черепах извлекли из спускаемого аппарата уже в Москве, в цеху ЦКБЭМ, и передали их в распоряжение учёных. Полёт был перенесён черепахами нормально, но по некоторым данным у одной из них из-за перегрузки, достигавшей при приземлении 20 единиц, вылезли из орбит глаза. После возвращения на Землю черепахи были активными — много двигались, с аппетитом ели. За время эксперимента они потеряли в весе около 10 %. Исследование крови не выявило каких-либо существенных отличий у этих животных, по сравнению с контрольными. «Зонд-5» впервые в мире совершил облёт Луны и через 7 суток после старта вернулся к Земле, войдя в атмосферу со второй космической скоростью.
СССР также запускал черепах в орбитальные полёты на борту беспилотного космического корабля «Союз-20» 17 ноября 1975 года (в ходе их был установлен 90-суточный рекорд пребывания животных в космосе) и на борту орбитальной станции «Салют-5» 22 июня 1976 года.
3 февраля 2010 года две черепахи совершили успешный суборбитальный полёт на ракете, запущенной Ираном.