空间站在离地面几百千米到几百万米的高空飞行，脱离了地球大气层的束缚。从这里观测太阳、月亮和星星，没有大气的折射、散射和吸收的干扰，也不受刮风和下雨的影响，因此，在空间站上建立起一个天文台，天文学家可以长期在这里工作。这将使天文学的研究进入一个崭新的阶段。
美国和前苏联从空间时代一开始，就利用空间观测地球。近30年来，它们利用载人空间飞行获得了大量有用的科学资料，拍摄了几千万幅地球照片。如果今后在永久空间站上放上光学、雷达以及先进遥感器，宇航员在站上及时进行分析研究、处理获得的数据，加以筛选，去伪存真，比不载人卫星具有更大优点。特8U是在空间站上安放大型雷达天线，不受天气阴雨、云及昼夜的影响，由人操作，使人机结合，对地球观测能获取最大效果。宇航员或科学家利用天文望远镜观测宇宙，从而摆脱了地球大气的扰动，使科学家更能了解宇宙的奥秘。一位欧空局官员在谈及如何利用空间站时说：“必须有飞行机会，一位科学家才能成为空间站的用户，否则他只是一位科学家。”空间站的时代能让更多科学家登上空间站进行研究工作。
空间站在绕地球的轨道上飞行，大约一个半小时绕地球一周。因此，从空间站上可以监视气象变化，探测大气和水的污染，发现森林火灾和勘探地球资源，并且可以操纵空间站上的大型照相机准确地拍摄地面的军事目标。