空间站又称为“轨道站”或“航天站”，是可供多名宇航员巡航、长期工作和居住的载人航天器。在空间站运行期间，宇航员的替换和物资设备的补充可以由载人飞船或航天飞机运送，物资设备也可由无人航天器运送。
空间站在科学研究、国民经济和军事上都有重大价值。它的用途包括天文观测、地球资源勘测、医学和生物学研究、新工艺开发、大地测量、军事侦察和技术试验等。空间站还可以作为人类造访火星等其他行星的跳板，并试验载人行星际探索技术。
广义上讲，空间站可分为单一式、组合式两种。单一式空间站由运载火箭或航天飞机直接发射入轨；而组合式空间站则由若干枚火箭或航天飞机多次发射并组装而成。空间站通常由对接舱、气闸舱、轨道舱、生活舱、服务舱、专用设备舱和太阳能电池翼等部分组成。对接舱一般有数个对接口，可同时停靠多艘载人飞船或其他飞行器。气闸舱是宇航员在轨道上出入空间站的通道。轨道舱是宇航员在轨道上的主要工作场所。而生活舱则是供宇航员进餐、睡眠和休息的地方。服务舱内一般装有推进系统、气源和电源等设备，为整个空间站服务。专用设备舱是根据飞行任务而设置的安装专用仪器的舱段，也可以是不密封的构架，用以安装暴露于空间的探测雷达和天文望远镜等仪器设备。
１９７１年，前苏联发射了世界上第一个空间站“礼炮１”号，此后到１９８３年又相继发射了“礼炮２～７”号。１９８６年前苏联又发射了更大的空间站“和平”号，现该空间站已坠落于南太平洋预定海域。美国于１９７３年利用“阿波罗”登月计划的剩余物资发射了“天空实验室”空间站。
前苏联的“礼炮６”号空间站是１９７７年９月２９日从丘拉坦空间发射场发射的。初始轨道近地点２１９千米，远地点２７５千米，轨道倾角５１６°，周期８９１分。“礼炮６”号主要由一个服务舱和两个可居住的密封舱组成。这两个密封舱一个是位于站体后边的过渡舱，一个是工作舱。工作舱系由两个不同直径的圆柱体构成，中间同舱间段连接起来。“礼炮６”号设有两个对接装置和２０多个观测窗口，“礼炮６”号所装载的观测仪器设备，均比以前各型号所载仪器有所改进。“礼炮６”号同两艘“联盟”号飞船对接后总长达３０米，总重约３２吨。工作舱是空间站的中心，舱内设有各种仪器设备、控制中心、电传打字机及宇航员体育锻炼设施、医学监控设备、卫生设备、废品贮存容器、两架遥控相机等。过渡舱设有天文观测定向设备、照相控制设备等。在过渡舱和工作舱的舱间段中，装有生物医学设备，以及光谱仪、多光谱摄像机、两台黑白站内摄影机、三台站外摄影机和一台彩色摄影机。服务舱呈圆柱形，由螺栓固定在工作舱后面。舱内装有机动变轨系统、燃料箱、气箱、供电线路设备、姿态控制发动机、交会信标、电视摄像机、对接装置闪烁信号灯、无线电天线系统、太阳能电池帆板、对日定向设备等。工作舱长９米，直径２９~４２米，容积９０立方米，是宇航员工作和生活的居室，自发射上天，先后有数批宇航员进入其间进行了时间不等的太空飞行。
我国将发射“天宫１”号目标飞行器，“天宫１”号的重量有８吨，类似于一个小型空间实验站。在发射“天宫１”号之后的两年中，我国将相继发射“神舟８、９、１０”号飞船，分别与“天宫１”号实现对接。
我国首个空间站大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个用于实验等功能的其他舱，总重量在１００吨以下。其中的核心舱需长期有人驻守，能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。具备２０吨以上运载能力的火箭才有资格发射核心舱。为此，我国将在海南文昌新建第四个航天发射场，可发射大吨位空间站。
２００１年１１月２０日，俄罗斯的一枚“质子”号运载火箭在哈萨克斯坦境内的拜科努尔航天发射场起飞，成功地发射了“国际空间站”的第一个组件“曙光”号舱。
“国际空间站”计划是１９８４年由美国总统里根提出的，原名为“自由”号，由美国牵头，现有１６个国家参与建造，于２００４年投入使用。继“曙光”号舱之后，美国又在后来发射了“节点１”号舱，并同“曙光”号对接到一起。站上的各种设备由俄罗斯火箭和美国航天飞机分４５次运送到轨道上。
“国际空间站”由重新设计的“自由”号和俄原准备建造的“和平２”号两部分组成，两部分的交接处就是已率先发射的“曙光”号舱。全站建成后重４２６吨，长１０８米，宽８８米（含翼展），运行在高约４００千米、与地球赤道呈５１６°夹角的一条轨道上。该站初期可乘３人，后期可增至６人。它的规模大大超过了“和平”号。知识点美国“天空实验室”
美国在１９７３年５月１４日成功发射一座叫天空实验室的空间站，它在４３５千米高的近圆空间轨道上运行，先后接待三批９名宇航员到站上工作。这９名宇航员在站上分别居留２８天、５９天和８４天。“天空实验室”全长３６米，最大直径６７米，总重７７５吨，由轨道舱、过渡舱和对接舱组成，可提供３６０立方米的工作场所。１９７３年５月２５日、７月２８日和１１月１６日，先后由“阿波罗”号飞船把宇航员送上空间站工作。在载人飞行期间，宇航员用５８种科学仪器进行了２７０多项生物医学、空间物理、天文观测、资源勘探和工艺技术等试验，拍摄了大量的太阳活动照片和地球表面照片，研究了人在空间活动的各种现象。１９７４年２月，第三批宇航员离开太空返回地面后，“天空实验室”便被封闭停用，直到１９７９年７月１２日在南印度洋上空坠入大气层烧毁。它在太空运行２２４９天，航程达１４亿多千米。空间站的环境为造成与地球相似的生活环境，宇宙飞船设计时采取了一系列十分可靠的技术手段，模拟大气的混合比例，造成大气条件。“环境”包括座舱温度、湿度、气流等方面。太空的空气异常稀薄，在２００千米的近地轨道，大气压力仅为地面的六百万分之一。人若无保护，就会造成体液沸腾，失去意识。因此，座舱大气的确定，是载人航天的一个重要问题。
为保证座舱内有近似地球的大气环境，座舱采取一个大气压的氧、氮混合压力制度，用罐装气体或电解供氧的办法使座舱中氧气占８０％，氮气占２０%，保障宇航员每人每天所需的５７６～９３０克氧气。对每人每天呼出的约１０００克二氧化碳，采用分子筛吸附等方法处理，规定其浓度不大于１％。
保持座舱内适当的温湿度。座舱通过自动调温、调湿和通风系统来实现温湿度的控制。而座舱热源首先来自人体热，每人每天大约产生３１４～６２８千焦（７５～１５０千卡）的热量，占总热量的１/３；其次，太阳辐射和各种电子仪器散发的热量，亦占１/３左右。除座舱壳体采取隔热措施外，还采用专门的热交换器，把多余的热量吸收和辐射出去，使温度维持在１８～２５℃。人体每天呼吸、出汗和皮肤蒸发排出水分１５升，在座舱内形成水蒸气，倘若不及时除去，会使电路造成短路。座舱采取冷凝和化学吸收办法，使相对湿度控制在３０％～７０％。
经常保持座舱卫生。研究表明，人体代谢物达４００种，倘若和各种垃圾、废物混合在密封舱内，势必会造成环境污染，给宇航员身心带来危害，研究人员采用物理吸附、化学吸收等方法为座舱排除空气污染。
在轨道上，飞船因处于失重状态，气体自然对流现象消失。为维持人体热平衡，便采取气体人工对流的方法，使气流速度保持在０３～０５米/秒左右。特别是人体头部，吹向眼睛的风速不宜过大。
种植植物和喂养动物，造成鸟语花香的世界。如前苏联先后在“礼炮６”号和“礼炮７”号空间站设置了特别温室，用以栽种小麦、豌豆、葱、郁金香和兰花等植物，现已证实在空间开辟绿洲的可行性。在太空作长期旅行，开辟空间绿洲，既给空间站提供良好生态环境，又可供给宇航员蔬菜、果品，真是一举两得。
宇宙飞船座舱的小环境，是宇航员生命保证的至关重要问题。无论是美国的“天空实验室”和前苏联的“礼炮”号空间站，其座舱的温控问题，一直是宇航工程设计攻克的难题。在以往的载人航天中，都曾发生过这样或那样温度失控的现象，使宇航员的心理和身体受到很大威胁。除了在工程上完善温控设计，目前航天医学又从医学的角度提出，在宇航员训练中适当扩大身体对宇宙飞船座舱环境的适应能力，作为缓减宇航员对太空环境不适应的辅助手段。用双管齐下的办法，使宇航员适应座舱小气候，使小气候服务于宇航员。座舱微小气候的调节，目的是保证宇航员在太空生活和工作期间有一个舒适安全的环境。