國際空間站將作為科學研究和開發太空資源的手段，為人類提供一個長期在太空軌道上進行對地觀測和天文觀測的機會。 　　在對地觀測方面，國際空間站比遙感衛星要優越。首先它是有人參與到遙感任務之中，因而當地球上發生地震、海嘯或火山噴發等事件時，在站上的航天員可以及時調整遙感器的各種引數，以獲得最佳觀測效果；當遙感器等儀器裝置發生故障時，又可隨時維修到正常工作狀態；它還可以透過太空梭或飛船更換遙感儀器裝置，使新技術及時得到應用而又節省經費。用它對地球大氣質量進行監測，可長期預報氣候變化。在陸地資源開發，海洋資源利用等方面，也都會從中受益。國際空間站在天文觀測上要比其他航天器優越得多，是瞭解宇宙天體位置、分佈、運動結構、物理狀態、化學組成及其演變規律的重要手段因為有人參於觀測，再加上空間站在太空的活動位置和多方向性，以及機動的觀察測定方法，因而可充分發揮儀器裝置的作用。透過國際空間站，天文學家不僅能獲得宇宙射線，亞原子粒子等重要資訊，瞭解宇宙奧秘，而且還能對影響地球環境的天文事件（如太陽耀斑、暗條爆發等）作出快速反應，及時保護地球，保護在太空飛行的航天器及其成員。 　　國際空間站——它讓人類的美夢成真國際空間站上的生命科學研究，可分為人體生命與重力生物學兩方面：人體生命科學的研究成果可直接促進航天醫學的發展，例如，透過多種引數來判斷重力對航天員身體的影響，可提高對人的大腦、神經和骨骼及肌肉等方面的研究水平。重力生物學和材料科學的研究與應用有廣闊的前景，而國際空間站的微重力條件要比和平號空間站和太空梭優越得多，特別是在材料發展上可能起到一次革命性的進展。 　　僅就太空微重力這一特殊因素來說，國際空間站就能給研究生命科學、生物技術、航天醫學、材料科學、流體物理、燃燒科學等提供比地球上好得多、甚至在地球無法提供的優越條件，直接促進這些科學的進步。同時，國際空間站的建成和應用，也是向著建造太空工廠、太空發電站，進行太空旅遊，建立永久性居住區（太空城堡），向太空其他星球移民等載人航天的遠期目標接近了一步。 　　有很多對NASA持批評觀點的人認為國際空間站計劃是在浪費時間和金錢，並且抑制了其他更有意義的計劃。持有這種觀點的人列舉，花費在國際空間站計劃上的上千億美元和近乎一代人的時間，可以用來實施無數的無人太空任務，或者將這些時間和金錢花在地球上的研究中，也要比國際空間站更有意義。 　　空間站的支持者認為對於空間站的批評是目光短淺而且帶有欺騙性的，支持者認為花費在載人空間探索上的鉅額經費同樣會給地球上的每個人帶來切實的好處。有評估指出，國際空間站計劃所開發的載人航天相關技術的商業應用，會間接帶動全球經濟，其所帶來的收益是最初投資的七倍，也有一些相對保守的估計則認為此種收益只是最初投資的三倍。還有一些堅定的支持者認為，即便國際空間站在科學方面的意義為零，僅其發揮的推動國際合作的作用，也足以令這個計劃彪炳史冊。