1928年勃可利設想在不同的軌道高度上，建造3個為1組的空間城。
第一個建立在500千米高的軌道上，用來觀測地球；第二個建在3000千米高的軌道上，作為星際宇宙飛行器的發射場；第三個建在橢圓軌道上，作為溝通第一、第二空間城的橋梁。
1928年雷丁設想了一個空間城。它是由一個乘員居住艙、一個電源艙和一個觀測台組成。空間城的形狀宛如汽車輪胎，可以圍繞中心輪轂旋轉，以便在它的周圍產生人造重力。它是利用由聚光反射鏡、鍋爐管道和冷凝器構成的係統，通過太陽光加熱而獲得動力。該空間城設置在靜止軌道上，是一個對地定向觀測台，在它上麵裝有功率大小不等的探測器與計量儀。它的用途有繪製地圖、預報天氣、導航艦船、觀測軍事衝突等。
1949年英國羅斯設計了一個旋轉的大型空間城。它是一個可居住24名乘員的大型設施，乘員中除工程師、科學家及各類專家外，還配備了2名廚師和4名勤雜工。這個城可從事氣象學和天文學研究，零重力和高真空條件的研究，宇宙中太陽輻射研究，並可進行通信。
1952年馮·布勞恩在《跨越最後的世界》的論文中指出：“如果我們建造一座空間城，我們不但能維護和平，而且還能朝著聯合人類的方向前進一大步”。空間城建立在距地球900千米高的極軌道上，該空間城為輪形，寬250米，共有三層艙，既是一個極好的觀測台站，又是到月球上旅行的一個階梯，還是探測太陽係的優良跳板。地球上每天總有一二艘飛船滿載供應物品停泊到空間城附近。然後再用“空間汽車”或“渡船”把人員和物資從飛船轉運至空間城。
1974年美國普林斯頓大學教授奧爾尼設計了三座大型空間城，掀起了全球範圍內研究空間城的新高潮。奧爾尼-1號空間城，是一個輪狀的圓筒結構，重量為350萬噸左右，直徑約2千米，可容納1萬人左右。
它的外形很像一個疊加起來的自行車內胎。空間城每分鍾旋轉1周，整個居民區的外表麵用月球熔渣屏蔽起來，為的是防止宇宙射線對人體的傷害。城內建有住宅、學校及劇場，並建有停靠的“碼頭”以及通信設備等。奧爾尼-2號空間城，是一個直徑約1千米的球體，每分鍾旋轉2周，城內亦建有住宅、療養院。並栽了大麵積的樹木，形成森林。奧爾尼-3號空間城，為圓筒形結構，直徑為6.4千米，長32千米，每2分鍾旋轉1周。它是最大的空間城，采用密閉型，因而生活環境和地球上的大同小異，城內設有生活區、工廠、電站及農場等。它可容納1百萬人至數百萬人。
1975年美國斯坦福大學的28名科學家、工程師、社會學家以及經濟學家，對空間城進行了係統研究，設計了一種輪胎形空間城。直徑為1890米，可通過繞本身中央軸的旋轉來獲得人造重力。在圓環中，可容納1萬人，備有各種基本設施，其中包括商店、學校、輕工業和一套閉合回路的農業係統。在圓環的殼部位裝有通信設備，並設有與航天飛機及拖船相對接的停靠站。在凸出的軸柄上，設有一個自動化程度極高的零重力工廠，能利用太陽能來加工月球礦石。空間城上漂浮著一麵巨大的圓形反射鏡，它使陽光透過窗戶和天窗射入空間城，以便進行照明和農業生產。