随着东西方冷战结束和前苏联的解体以及西方经济的衰退，为国际合作创造了从来没有过的良好环境。1993年9月2日，美俄之间签署了一项具有历史意义的航天合作协议，主要内容有三个：一是同意在它们现有的“自由”号和“和平”号空间站的基础上，建造世界上第一个真正的国际空间站；二是美国向俄罗斯开放国际航天商业发射市场，在2000年12月31日之前允许俄罗斯发射8颗地球同步轨道通信卫星（分4次发射）和21颗低轨道卫星（为美国“铱”系统计划发射3次，每次发射7颗），并规定其发射服务价格不得低于西方最低发射价格的925％；三是在航空领域联合进行科学研究，相互利用试验设备和试验结果。前美国副总统戈尔说，华盛顿和莫斯科之间已开始“分享高技术，以降低成本和避免重复”。“无论从哪方面看，我们签署的协议代表了我们为之奋斗的事业的前沿”。
美俄联合建造空间站的计划预计为10年，分3个阶段来完成。
第一阶段为美俄扩大联合载人航天活动期。从1994年开始，美国将宇航员送上目前在轨运行的“和平”号空间站，以训练他们长期在空间站上生活和工作的适应能力。美国航天飞机还将给这个空间站运送新的太阳能电池板，缓解该站严重缺电的状况。俄罗斯方面将为“和平”号空间站增加两个分别装有美俄航天设备的实验舱，使美国可以进行大规模的空间科学实验，获取更多的轨道交会和对接以及有关生命科学、微重力、地球资源等方面的研究经验。在此阶段，美国将向俄罗斯支付大约4亿美元的经费。
第二阶段从1997年开始，首先俄罗斯发射一个与“和平”号空间站核心舱类似的大型舱体，作为联合空间站的基稍，为空间站提供导航和轨道控制等功能，然后发射美国制造的实验舱和两艘俄罗斯的“联盟”号载人飞船，与核心舱对接，构成一个过渡性空间站。“联盟”号则作为宇航员返回地面的紧急救援舱。在这个阶段将用美国的航天飞机和俄罗斯的“质子”号火箭运送宇航员和货物，以获得使用两种不同运载工具的实践经验，并试验最终要建造的多国合作空间站的结构和在轨道上进行组装的能力。在美俄签署的文件中指出：“成功地完成这一阶段工作，将成为今后统一的国际空间站的关键组成部分。”第三阶段从1998年开始到2004年结束。这期间要将美国的居住舱、欧洲空间局和日本的实验舱以及加拿大的遥控机械装置送上轨道，最终完成空间站的组装。联合空间站的轨道倾角为516度，将运行10年。
美俄两国还商定，美国的地面控制人员将逐步参与莫斯科附近的航天飞行控制中心的活动，并最终接管航天飞机与“和平”号空间站的指挥工作。
这项10年计划的实施还取决于美国国会和“自由”号空间站国际伙伴的态度，要使他们相信这项计划从财政和技术两方面都是可以接受的。
德国研究技术部长克鲁依杰说，美国的这个行动“基本上是正确的，看来今后对研究工作的长期投资只能通过全球合作才能实现”。但是，他认为由于俄罗斯的参加，欧洲就要改变其空间站计划。他要求美国政府尽快组织所有参加空间站计划的国家召开高级会议。欧洲和日本的政府官员私下担心地说，美俄协议将使他们还要花费数百万美元来改进各自的空间实验室，并且这些硬件的发射时间也要拖上好几年。欧洲空间局和日本对其实验舱总共已投入大约30亿美元，按原计划，将由美国航天飞机于1999年发射。一名欧洲空间局官员说：“如果俄罗斯参加空间站，那么它将是一个完全不同的设施。我们再也不能谈论‘自由’号空间站了。轨道、时间表和任务等都要改变。”负责空间站计划的官员说，适于用美国航天飞机和俄罗斯“质子”号火箭运送人员和货物的空间站轨道倾角是516度，与原来“自由”号空间站采用的倾角为285度的轨道之间差别是很大的。这种变化会降低航天飞机的运载能力，并且可能使装在实验舱里的有效载荷不得不做变动。已选好的实验装置都是以事先装在实验舱内的方式由航天飞机一次发射人轨；如果改变了空间站的轨道倾角，那么航天飞执携带一个满载的实验舱是不可能的了，科学家可能还要重新选择适合新的轨道倾角的实验。日本宇宙开发事业团驻法国巴黎办事处负责人说：“我们是乐于作改变的，但是要做如此大的变动实在令人吃惊。这意味着要对日本实验舱的设计做很大的改动。推迟发射时间又要增加费用。”
欧洲空间局局长路顿在1993年7月未曾说，欧洲“哥伦布”实验室的发射人轨时间要推迟3年。欧洲政府的一些官员说，欧洲的财政困难使这种推迟更容易接受。这也说明昂贵的研制工作也要推迟。但是为了保持这批设计队伍更长的时间，以适应新的时间表也将造成更高的总费用。德国研究技术部长说：“德国一直是提倡与俄罗斯合作的。”“目前，为了保持一个重要合作伙伴的地位，在这种新的国际合作形势下寻求欧洲的作用是很重要的。”
美国航宇局约翰逊航天中心的两名高级官员认为，如果不首先解决联合空间站的技术和管理问题，那么俄罗斯参加空间站工作就会损害机组人员的安全和增加美国的费用。他们还指出，美国人对“和平”号空间站上的设备于解甚少，例如，美国的电源和数据管理系统是否能与俄罗斯的相应系统兼容；俄罗斯的制导、导航系统是如何工作的；发生紧急情况，为机组人员采用什么样的逃逸手段等等都需要了解。