1、提供截然不同的實驗環境

太空環境跟地面環境不同，零重力、高輻射，地球上一個簡單的實驗放到太空中可能就會產生不一樣的結果，這就有助於我們多方位地瞭解一個現象在不同環境中的狀態，空間站就為我們提供了現成的異空間實驗環境。比如科學家原本認為蠟燭的火苗在無重力的情況下會很快熄滅，但真正在空間站中實驗後發現，火苗是可以長時間燃燒的。這就讓熱力學的發展有了質的飛躍。現在國際空間站中的科學實驗已經涉及到了基礎科學、生命科學、材料、化工、電子、航天、通訊等多個方面。

2、太空育種

目前我們使用的很多優良的農作物種子都是透過太空育種得到的。太空育種也叫誘變育種，透過太空中的強輻射、微重力、高真空等環境因素誘發植物種子產生基因變異，然後從變異種子中篩選出優良的種子，再帶回地面作為新品種培育。目前已經有80多個農作物品種在全世界範圍內推廣。除了小麥、水稻、蔬菜，林木、景觀植物、油料植物等也加入了太空育種行列，一部分已大面積推廣種植。

3、太空中轉站

按照現在的發展趨勢，人類進入航天時代是必然，到那時，空間站會充當地球與其他星球的中轉站、航天裝置的補給站等，能夠為將來探索宇宙提供便利，降低成本。

除此之外，空間站還有國家戰略意義、教育意義、促進國際合作等意義。目前正在執行的國際空間站就是最能體現國際合作的。