1、提供截然不同的实验环境
太空环境跟地面环境不同，零重力、高辐射，地球上一个简单的实验放到太空中可能就会产生不一样的结果，这就有助于我们多方位地了解一个现象在不同环境中的状态，空间站就为我们提供了现成的异空间实验环境。比如科学家原本认为蜡烛的火苗在无重力的情况下会很快熄灭，但真正在空间站中实验后发现，火苗是可以长时间燃烧的。这就让热力学的发展有了质的飞跃。现在国际空间站中的科学实验已经涉及到了基础科学、生命科学、材料、化工、电子、航天、通信等多个方面。
2、太空育种
目前我们使用的很多优良的农作物种子都是通过太空育种得到的。太空育种也叫诱变育种，通过太空中的强辐射、微重力、高真空等环境因素诱发植物种子产生基因变异，然后从变异种子中筛选出优良的种子，再带回地面作为新品种培育。目前已经有80多个农作物品种在全世界范围内推广。除了小麦、水稻、蔬菜，林木、景观植物、油料植物等也加入了太空育种行列，一部分已大面积推广种植。
3、太空中转站
按照现在的发展趋势，人类进入航天时代是必然，到那时，空间站会充当地球与其他星球的中转站、航天设备的补给站等，能够为将来探索宇宙提供便利，降低成本。
除此之外，空间站还有国家战略意义、教育意义、促进国际合作等意义。
