科学探索的“桥头堡”
空间站是最适合长期载人航天的太空村庄了，空间站的用途概括起来可以分为7个方面。
生命科学和生物技术试验。空间站在近地轨道上运行，那里处于真空环境，因此，是非常理想的科学实验场所。空间站里可以进行在地面所无法进行的科学实验，这些实验在推动生命科学、生物技术、微重力科学与应用等方面可以发挥重要作用，推动相关科学领域的发展。在太空微重力、强辐照的环境下，在空间站上种植农作物、饲养动物，进行空间生物学研究，可以为揭开生命的奥秘，为培养出新的作物品种开辟新的途径。
人类离开地球能否生存，人类从何来又将走向何处，一直是人类渴望揭开之谜。空间站的建立，将为揭开这些奥秘创造条件。
生命科学实验一直是空间站的重要内容。其主要目的是为了研究人对空间飞行条件的适应情况，主要包括临床医学、生理学、心理学以及空间医学工程。随着载人航天技术的日臻成熟，人类长期太空飞行，以至于实现外星居住的雄心大增，这种实验也达到了高潮，多年的努力获得了大量极有价值的数据。
通过在空间站上进行的猩猩、鼠、蝾螈、鹌鹑、蜗牛等生物的相关实验，揭示了太空环境对重要生命现象及生命过程的作用与影响，从而增进对生命起源、生命现象、生命本质以及生命活动基本规律的认识，为发展地基生物技术和改善人长期在太空生活质量提供了理论依据。
作为构成生命的基本要素，测定蛋白质的分子结构及这种结构与功能之间的关系，对于深入了解生命系统及研制新型医药十分重要，同时，蛋白质分离还是生物制品技术方面至关重要的，而测定蛋白质结构和X射线衍射技术，则要求使用较大体积的高质量的蛋白质晶体。然而，在地面进行的晶体生长中，因地球重力导致较轻颗粒上浮，进而产生流体流动，晶体沉淀在容器底部的情况，无法生成所需要的高质量的晶体。空间条件下，晶体却可以实现无流动和沉积现象，蛋白质等晶体可以自由地生长与分解。在载人航天的实践中，美国科研人员认为，在空间能够制造出体积更大、质量更好的蛋白质晶体。
几十年来，航天员还在太空中进行了一系列生物学实验，主要是对生物体物质、能量循环及调节研究的生物圈研究，利用微重力促进生命进程研究及对微重力环境如何影响地球上生物机体的形成、功能与行为研究的重量生物学研究，对暴露在空间高能环境中的生物体损伤与防护研究的辐射生物学研究。此外，还有生物体组织培养实验，即用于在不能使用整个生物体做试验的情况下，进行各种生理学研究的生物体体外细胞和组织培养。这些实验不仅有助于加深人们对空间环境适应情况的研究，而且作为未来在空间站或外星建立动植物养殖场的可行性研究的重要组成部分，必将为人类未来向空间移民计划的实现产生深远的影响。
在和平号空间站里，航天员进行了小麦、豌豆、甘薯、萝卜、莴笋等100多种植物栽培生长实验，用以探索改良作物品种、改良药物品种和生产效率、先进材料的应用等方面的技术。
在国际空间站上，航天员运用最先进的试验手段进行了化学、物理学、生物学等学科的大量试验。航天员通过对蛋白质晶体进行的充分分析，加深了对蛋白质、酶和病毒的性质的了解，这一成果有可能更好地揭示生命的本质并研制出地面所无法研制的新型药物。
人类实现载人航天以来所进行的一系列生物技术、生命科学实验，在加深对人类生命自身的研究，合成新的药物，抵御各种疾病的影响，延续生命，提高生命质量上，取得了重要的成果。
进行微重力实验。空间材料加工和技术的发展，是载人航天发展的必然产物。空间站的诞生，使人类对太空微重力环境资源的认识进一步加深。几十年来，航天员利用空间站为载体，进行了大量的空间材料科学实验。利用空间独特的微重力条件，航天员在无重力干扰的情况下，研究材料的特性，探索微重力条件下材料加工过程中的物理规律，生产出了地面所无法生产的各种材料；空间材料加工工艺研究也得到了快速的发展，取得了大量的新成果，给人类社会的发展带来了曙光。
和平号空间站上开始新技术试验
几十年的空间实践向人们传递着这样的信息，空间微重力、高真空、高洁净、强辐射环境，可以进行高纯度特殊药物的生产，提炼出无缺陷的晶体、制造稀有的合金等。由于空间站上可以在有航天员参与操作和控制的情况下进行长期工作，所以这里是稀有材料的加工厂，可以生产出地面所无法生产的高纯度的特殊材料。
人类空间材料加工始于1969年，当苏联联盟-6飞船进入太空，首次完成了空间焊接和合金熔化、结晶实验后，人类空间材料加工序幕便由此拉开。有资料称，苏联从1980年至1990年在空间站上进行了500项材料加工实验，范围涉及聚合物、金属、合金、光学材料、超导体、电子晶体、超离子晶体、陶瓷和蛋白质晶体等。
砷化镓等晶体是一种用途极广的半导体电子材料，这种晶体材料的生成对于洁净度、均匀度和完整性要求极高，生长工艺十分复杂。因此，在地面情况下，由于重力产生的对流作用，很难生长出优质的大面积晶体。而在空间站里开展的微重力实验表明，空间环境为晶体的生长提供了十分理想的场所，在空间条件下能生长出比地面条件下面积大、质量好的晶体材料。苏联在空间站上成功地生产出直径超过20毫米的砷化镓晶体。
据报道，1985年前，苏联在和平号空间站上生产的半导体材料价值达30亿～50亿卢布。1989年苏联又在和平号空间站上生产出了297千克砷化镓，价值上百万美元。
铝和锌两种金属密度相差很大，在地面环境里无法使它们结合在一起，而在空间环境下它们却可以融合到一起。科学家在微重力条件下进行的金属合金材料的实验中，就成功地生产出不仅强度大，而且质量非常轻的铝锌合金。
在空间站里进行的微重力条件下的材料科学试验，给人类利用外层空间环境，生产出地面无法生产的新材料、新工艺，带来了光明的前景，无疑将对未来人类社会产生深远的影响。
考察失重对人体的影响。人类不满足于在近地轨道上作短暂停留，也不满足于登上月球，甚至火星，人类的更远大的理想是在宇宙空间航行。
我们知道，人在失重的情况下会产生感觉和运动障碍，比如，人体有不断下坠的感觉，甚至恶心头晕，识别方向的能力降低，肌肉动作不灵活等。在空间站上，以及载人飞船绕地球飞行并安全返回，可以研究人在太空环境中长期生存所必须的条件与设备，研究人在空间飞行过程中的反应能力，研究人如何才能经受住飞船起飞、轨道飞行以及返回大气层时重力变化的影响。
还有，实现载人航天后发现，微重力环境、宇宙空间各种射线、宇宙粒子等都会对长期在太空飞行的航天员的健康造成伤害，比如肌肉萎缩、心血管功能降低和骨质疏松等。对于来自太空中的这些影响，空间站上开展的航天医学试验可以找出克服太空环境对人体的影响的有效办法，为未来在空间站或外星上建立长期居住基地，进而实现外星移民，提供受控的生态环境及生命保障体系，进行理论上和技术上的准备。
进行对地观测。在空间站上观察地球，不仅有“一览众山小”之感，而且在空间条件下，由于克服了大气层的干扰，进行对地面和天体的观测，效果远远优于地面条件，特别是在地面无法进行的X射线探测和紫外探测，在空间却可以很方便地进行，利用这一优势，进行地球环境观测，研究地球大气环境的变化，可以获得地面上所不能获得的地球全球景象。更为重要的是在空间站上观察地球，可以充分发挥人的主观能动性，遇到感兴趣的地方，可以随机进行拍摄，可以克服利用卫星对地观测之不足，能变被动观测为主动观测，因此能获得比卫星观测更好的效果。据报道，航天员在空间站上可以不借助任何辅助仪器和设备，就可以看到地面的大型城市和河流。苏联科学家提供的情况表明，在空间站上花10分钟拍摄到的信息，如用飞机拍摄到需花几年时间。从1977年9月至1980年底，苏联在礼炮6号上对地球的每个区域都进行了观测，拍摄了14000多幅地球照片。此外，还探测记录了地球表面和大气层10万多种光谱信息。在礼炮7号空间站上，航天员曾使用不同的仪器拍摄了20万幅光谱照片。苏联曾用航天员从轨道上的观测和拍摄的照片，进行农业灾害预报，实现了在几天内对主要农作物病虫害传播的预报。据有关资料显示，苏联利用在空间站里进行的大量遥感资料，建立了一个包括国家矿藏资源、农田季节变化、全球海洋生物生产率的地球表面照片数据库，这些资料在工农业生产中得到了广泛的应用，取得了可观的经济效益。
进行天文观测。空间站不仅可以看到丰富多彩的地球，还可以看到绚丽多姿的星空。在那里进行天文观测，可以不受地球大气层的影响，身临其境。可以精确地测定天体的运动和方位，把人类的视角拓展到空间，从而破解宇宙空间的许多未知之谜。苏联在和平号上，进行了太阳研究、太阳系行星研究、X射线天文研究以及空间粒子核的带电成分和同位素成分的研究。目前这些研究中的大部分工作，还有待于在国际空间站内进行，这些研究将为人类探索太阳系，建立月球基地、载人火星飞行等提供基础数据。
进行航天工程与新技术试验。在建立空间站前，人类围绕征服太空所需要的新技术、新材料、新工艺等试验只能在地面进行或到卫星上试验。突破载人航天技术，特别是建立空间站后，就可以在空间站中进行各种试验了。因此，为航天器研制中的关键技术和设备进行试验验证，释放小型航天器，组装大型航天器，修理故障航天器等，就成为空间站的一项重要任务。1982年5月7日，苏联航天员从礼炮7号空间站上，成功释放了火花2号通信卫星，这是世界上首次在空间站上释放卫星。在和平号空间站上，还进行了2次人造月亮的试验。
空间站上进行航天工程和新技术试验，可以在有人参与的情况下进行，还可以通过飞船把试验的样品运回地面进行研究，得出最符合实际的结果，大大增强了试验效果的准确性。因此，无论是苏联或者俄罗斯的空间站、国际空间站还是美国的航天飞机，都把进行工程技术实验作为一个重要任务。多年来，利用空间站，进行了大量的模拟试验和硬件操作实验，以证实其方法和技术的可行性，同时，还进行了新型航天器研制中的新技术、新材料、新工艺的试验。从而，为进行大规模的空间活动、空间维修、空间操作，做了技术和经验上的准备，载人航天空间站为航天技术的进一步发展，充当了开路先锋。
军事斗争的“前哨堡垒”。航天技术首先是为军事应用而出现和发展的，空间站也不例外。在空间站里进行的许多活动，都可以直接或间接地为军事服务，因而苏联和美国开展的载人航天飞行大都带有很明确的军事目的。
空间站里开展的军事活动，主要是地面观测、地面目标识别、定标、拍摄。同时，利用空间站还可以充当太空指挥所，实际上，在必要的情况下，安装武器系统的空间站还可以对敌对目标进行攻击。由于航天飞机一次飞行时间是有限的，因此大规模的、连续的由人进行的空间军事侦察活动，只有在长期载人飞行的空间站上才能进行。所以，载人空间站被誉为不落的“太空神眼”。
苏联早期的载人飞船大部分航天员是军人，而且在后来的空间站上，一直有苏联的军人在站上从事以对地观测为主要内容的军事活动。据西方军事观察家发现，苏联发射的礼炮3号和礼炮5号的轨道比其他空间站低，且航天员全部是军人，因此，被认为是典型的军事空间站。据有关资料称，礼炮6号和礼炮7号空间站在轨工作期间，共向地面运回1187千克物资，其中胶卷达501千克。据外媒报道，苏联利用礼炮7号空间站，不仅拍摄中苏、中蒙、中印等边境地区，而且还拍摄了我国全部领土和领海。
据报道，1987年6月，和平号空间站上使用了一道激光束，瞄准和跟踪了苏联发射的一枚洲际导弹，这项试验当然没有逃过美国人的眼睛，引起了五角大楼的注意。而美国的航天飞机则进行了大量的与“星球大战”有关的试验，如导弹羽烟跟踪和雷达跟踪、观测，以及战争条件下利用航天飞机进行战场指挥、通信、救援等。1984年6月，苏联礼炮7号空间站与6颗低轨道成像卫星配合，在“波斯湾”上空执行军事侦察任务。为了这次任务，空间站多次进行了轨道机动，使其能在6月16日、18日、20日、22日连续4次隔日飞经该地区。为利用适当的日光条件，其轨道有意偏东4度，使它在当地时间8时30分左右朝北飞经伊拉克的上空，在当地时间下午4时30分左右朝南飞经伊朗、伊拉克地区上空；同时，空间站还把拍摄的“波斯湾”地区的录像传回苏联。
据报道，从和平号上拍摄的照片十分清晰，地面分辨率已达6米。海湾战争期间，“和平”号空间站内的两名航天员拍摄了伊拉克侵占科威特地区以及多国部队兵力部署情况的照片，照片上机场、建筑物等清晰可见。空间站里的航天员还监视了飞机的起降情况。在一次有叙利亚航天员参加的飞行中，和平号拍摄了叙利亚的照片，一位叙利亚人竟从大马士革的照片上认出自家的房子。
利用载人航天对敌对目标进行攻击，是太空军事试验的一项重要内容。据称，在“冷战”时期，苏联将和平号空间站确定为其战略防御计划的试验基地，曾利用空间站对地面军事活动进行监视和指挥控制，并曾经配合水面舰艇的活动。航天员还参与了反弹道导弹试验，观测反弹道导弹飞行器拦截再入飞行目标的情况，在天基激光跟踪可见目标的试验中，空间站上的宇航员利用飞船运来的设备，进行天基激光器的目标捕获和跟踪能力的论证研究。
人在太空军事中的作用，是迄今任何先进的智能机器所无法比拟的。空间站与卫星相比，不仅具有补给能力，可以长时间在太空中运行，执行任务，还具有维修能力，航天员可以随时维护和对故障进行检查维修。空间站可以较长时间使用，克服了卫星因局部的失灵而丧失全部功效的不足。从这个意义上来说，空间站是不落的“太空碉堡”，具有很强的军事应用潜力。
此外，空间站还可以成为到太空旅游的人的临时旅馆和新家园。
40多年的实践证明，就当代航天科学技术的发展水平而言，把人的臂膀伸向外层空间，进行科学研究工作，空间站是最“靠谱”的了，这是因为它既克服了应用卫星无人参与的局限，又克服了返回式卫星或航天飞机只能在太空中做短暂停留的局限。空间站可以在轨道上工作5～15年，甚至更长时间。从几十年的实践看，建设空间站既是当前科学技术水平所能够达到的，也是经济上可以承受的。