Mesmo quando estão no espaço, a nave e os astronautas estão sob a ação da gravidade. Tomemos como exemplo uma nava em órbita da terra.
A gravidade está atuando, fazendo com que a velocidade da nave seja alterada constantemente (a velocidade tem intensidade, direção e sentido). Apesar da intensidade da velocidade permanecer basicamente a mesma, a sua direção é alterada pela gravidade.
Como a nave e os astronautas têm a velocidade alterada da mesma maneira, existe a impressão de ausência de peso, porque eles são afetados da mesma maneira.
Assim, para simular a ausência de peso, basta que os astronautas estejam dentro de uma caixa que é acelerada da mesma maneira que eles. Se um elevador estiver em queda livre, as pessoas dentro dele terão a sensação de ausência de peso (pelo menos até que o elevador bata no chão), de forma parecida com o que ocorre se saltarmos de um trampolim alto para uma piscina. A diferença é que sem "vermos" que estamos caindo a sensação é mais convincente.
Assim, o que se faz é subir a uma altitude bastante grande (para que o efeito dure mais) e deixar um avião "cair" com os candidatos a astronauta dentro. Após algum tempo, o piloto retoma o controle da aeronave e pousa sem problemas.