從理論上分析，空間站有廣闊的軍事應用前景。例如：軍用航天飛機或空天飛機以空間站為基地可對付任何衛星式作戰平台，並隨時對全球任何地方構成威脅。空間站可以部署、組裝、維修和回收各種軍用航天器，並可試驗、部署和使用空間武器等。空間站是可以俯瞰全球的理想的偵察基地，可以直接參與跟蹤、監視、捕獲和攔截敵方航天器和洲際彈道導彈的作戰行動。
1981年，前蘇聯“禮炮”6號空間站上的宇航員曾從空間站上發射一枚導彈摧毀靶星。1987年，前蘇聯的“和平”號空間站曾用激光束瞄準並跟蹤一枚洲際導彈。這些試驗曾使美國人極為擔心。此外，空間站還可以在軍用衛星、飛機和地麵監視係統的配合下，成為空間預警、指揮、控製、通信和情報中心。因此，建立空間站對於未來的高技術戰爭具有戰略意義。
自1971年前蘇聯發射了世界上第一個空間站以來，到目前為止，隻有前蘇聯和美國獨立發射過空間站。前蘇聯發射了8個空間站，其中7個“禮炮”號空間站，1個“和平”號空間站。美國隻發射了一個“天空實驗室”空間站，目前正在與多國合作加緊研製“阿爾法”國際空間站。
航天飛機
航天飛機是部分可重複使用的、往返於地麵和近地軌道之間運送有效載荷並完成特定任務的空間飛行器。航天飛機有多種設計方案，現已研製成功的航天飛機是由軌道器、助推器（即助推火箭）、外燃料箱三部分組成。這種航天飛機垂直發射。由火箭運載入軌，入軌時助推火箭及燃料箱均拋掉，隻有軌道器在軌道上飛行，執行軌道任務後再重返大氣層並滑翔著陸。