Molti veicoli spaziali posti nello spazio sono laboratori spaziali automatici. Essi imbarcano strumenti e sensori con i quali effettuano gli studi per i quali sono stati progettati ed inviano i risultati via radio. Alcuni però devono essere recuperati per analizzare a terra il risultato degli esperimenti compiuti.

Ci sono comunque molti esperimenti che devono essere compiuti da uomini perchè richiedono quelle capacità che solo un essere umano possiede e che al momento sono irriproducibili, oppure perché è necessario fare studi sull'uomo stesso.
Su quasi tutte le prime missioni spaziali pilotate c'erano degli esperimenti che gli equipaggi dovevano portare a termine, ma il mondo scientifico aveva bisogno di portare a termine una enorme quantità d'esperimenti e di studi, che potevano essere eseguiti solo su strutture in volo permanente nello spazio.
Già prima che il volo umano diventasse realtà, insieme ai veicoli spaziali si realizzavano i primi progetti di vere e proprie stazioni spaziali orbitanti, giudicate una tappa importante nell'evoluzione dell'esplorazione spaziale. Necessità politiche posticiparono la messa in orbita dei primi laboratori che una volta divenuti operativi mostrarono quanto era preziosa l'attività svolta a bordo di essi.
I primi laboratori erano dei semplici cilindri. Gli esperimenti e le attrezzature erano agganciate alle pareti in apposite intercapedini o, se destinati ad essere esposti al vuoto spaziale, in appositi allogiamenti stagni. In questi laboratori l'equipaggio aveva a disposizione uno spazio maggiore che nelle capsule, ma l'ambiente poteva essere suddiviso in sezioni idonee al volo, agli esperimenti ed al poco tempo libero. Erano state ricavate delle cuccette, c'era una toilette ed altri alloggiamenti che miglioravano l'abitabilità, ma il tutto sempre in un ottica di minimo ingombro ed essenzialità.
Dovendo restare a lungo nello spazio, i laboratori sono dotati di pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica e di capienti serbatoi con i propellenti dei razzi di manovra. Per il volo un laboratorio necessita di tutti gli apparati indispensabili ad un satellite e delle stesse caratteristiche di una capsula spaziale, salvo la necessità di uno scudo termico per il rientro, che non è mai stato previsto.
In un primo tempo i laboratori si portavano nello spazio tutto l'occorrente per un certo numero di missioni, ovviamente il numero delle missioni era stato pianificato in anticipo, poi furono realizzate delle capsule cargo che potevano portare a bordo rifornimenti ed usare i loro propulsori come razzi di manovra. Questa possibilità fu dovuta anche al fatto che i nuovi laboratori non erano più dotati di un singolo portello a cui agganciarsi ma di due.
Fin ora si è parlato di laboratori indipendenti. La navetta spaziale portò nello spazio un laboratorio spaziale che però restava agganciato alla navetta.
In questo caso gli astronauti  potevano godere comunque di un maggiore spazio a bordo.

Acquisita la capacità di agganciare più veicoli ad uno solo, nacque il concetto di laboratorio spaziale modulare, il Mir. Progettato per restare nello spazio per soli 5 anni, vi rimase per ben più  di 10 diventando protagonista indiscusso della scena spaziale mondiale, unico vero avamposto dell'uomo nello spazio. Numerosissimi gli esperimenti eseguiti a bordo del Mir come numerosi gli equipaggi internazionali che vi si succedettero. Abordo di questo laboratorio sono stati portati a termine i più importanti esperimenti da effettuarsi nello spazio. Con l'esperienza maturata con il Mir, è stato possibile avviare il progetto e la realizzazione dell'attuale Stazione Spaziale Iternazionale, che al momento è ancora in corso. Ancora il Mir non offriva quell'abitabilità che ci si aspetta da una struttura divenuta molto più grande dei laboratori precedenti, ma certamente offrica una volumetria assai maggiore e lo stesso discorso vale per l'attuale stazione spaziale. Come tutti gli avamposti umani, nelle profondità oceaniche, in Antartide o nello spazio, tutto è sacrificato all'obbiettivo della missione e l'uomo si adatta a vivere tra esperimenti ed attrezzature varie.

I numerosi portelli d'aggancio permettono all'attuale stazione spaziale di agganciare molti veicoli, siano essi navette, carghi o capsule. Una capsula pilotabile è sempre agganciata ai suoi portelli per fungere da scialuppa di salvataggio e nel caso non fosse raggiungibile, è telecomandabile, permettendo così il suo spostamento nella zona più idonea.
Una volta ultimata la Stazione Spaziale Internazionale è previsto che rimarrà in orbita per 20 anni.
Ecco sotto un elenco dei laboratori spaziali portati in orbita.

Per discuterne insieme rimando al post sul forum "Laboratori e stazioni spaziali"