空间站也是一种飞行器，与一般的航天器相比，它是更大的、更先进的、飞行时间更长的飞船。科学家把它比喻为一个环绕地球运动的、半永久性的“活动房子”，人们可以轮流在那里进行科学研究、试制新产品。
空间站是太空科学研究的基地。在空间站上，主要实验与失重有关的种种学科，项目非常广泛，包括生物、物理、化学、冶金、工艺、材料等各个领域。另外，还有对地球及整个宇宙空间进行观测的项目。
空间站一般由几段圆柱形的舱段构成，是最早可住人的“太空楼阁”，这里设有工作舱、服务舱、对接舱，所有设备都装在舱内和舱的外表面上。
空间站进入轨道后，舱外的太阳能电池板和天线等自动展开。工作舱内，设置着各项研究试验用的有关仪器设备。服务舱内，装有机动发动机、姿态控制发动机、推进剂、氧气瓶、供电系统、无线电系统等。对接舱则用以对接载人飞船或运送给养的载货飞船等。
最早建立空间站获得成功的有前苏联的“礼炮号”空间站和美国的“天空实验室”空间站。
1971年4月19日，前苏联将“礼炮1号”空间站送上地球的近地轨道，这一壮举把载人的航天活动推向了高潮。这个空间站的主体最大直径4米，总长12.5米，总重约18.5吨，它只在轨道上运行了半年，进行了综合性的科学考察和对地观测。此后，前苏联人相继发射了6个“礼炮号”空间站，都是以“礼炮1号”为基础，改进设计、更新设备而发展起来的。
1973年5月14日，美国用“土星5号”运载火箭将“天空实验室”空间站发射到435千米高空的近圆形轨道上，每93分钟绕地球一周。这个空间站是美国的第一个航天站，主体直径7米，长36米，总重82吨，有轨道舱、过渡舱、多用途对接舱、观测用的望远镜和供给能源的大阳能电池板等。随后，美国又用“土星1B”运载火箭将“阿波罗”载人飞船送上太空，与它对接。
这个“天空实验室”在历时近半年的时间里，先后接纳了3批共9名宇航员参加实验和生活，开展了许多科学研究工作。他们用58种仪器对生物学、航天医学、太阳物理、天文、地球物理和材料工艺等学科做了270多项试验，取得了丰硕的成果。