雖然浩瀚無邊的太空令人生畏，但它又有豐富的自然資源有待開發。利用空間運行的微重力現象可以完成地麵上難以完成或根本做不到的事情。目前，微重力科學研究主要分為三個領域，分別為微重力物理學、微重力材料科學和微重力生命科學。
（１）微重力物理學
微重力材料學的基礎是微重力物理學，在空間進行材料科學研究和材料的加工製造以及生物學的研究都必須以微重力的基本物理規律為指導。到目前為止，可歸納出如下微重力條件下的基本物理規律：
①自然對流現象基本消失。在這種情況下液體表麵溫度和物質成分的差別成為引起某種對流現象的主要原因，其擴散過程成為物質傳遞的主要過程。
②在液體中由於物質密度的差異引起的沉浮和分層現象消失。在地麵條件下，液體中重的成分沉入底部，輕的物質浮在上麵是司空見慣的現象，而在微重力條件下這種現象就見不到了。
③液體的表麵張力顯得特別重要和突出。物質的浸潤現象和毛細現象加劇。例如液體在無容器的情況下聚成球形浮在艙中，利用毛細材料的毛細現象可製成各種有用的液體儲存和運輸裝置。
④流體沒有靜壓力。在微重力環境中，作用在一個物體上的力與地球環境下完全不同，物體在空間可以隨意停留，液體中的氣泡可以集聚在一起，固體與液體交界可以完全潤濕。
⑤燃燒現象也與地麵大不相同。在微重力條件下，火焰的形狀發生變化，火焰不是像在地球上的舌形，而是球形，火焰的麵積變大。由於空氣中的氧隻有通過擴散才能向燃燒區補充供給，燃燒的速率比地球上要慢得多。如果通過擴散而不能補充氧氣時，火焰就將自行熄滅。
（２）微重力空間環境中的加工
資料表明，空間加工和生產新材料的活動是近些年進行最多的生產活動。人們已經在太空對電子技術使用的半導體材料、用於輸送電力的超導材料以及電子計算機應用的磁性材料、記憶材料和遙感測量用的紅外敏感材料等進行生產加工，對地麵條件下難以混合的合金材料、金屬、泡沫多孔材料和複合材料等的研究也已經得到了意想不到的結果。
（３）微重力環境的生物和生命科學
眾所周知，地球上的生物都是在重力環境中發育、成長的。所以，重力對生物的生命活動現象有重要的影響。
微重力環境的生物學主要是研究微重力條件以及空間輻射單因素或複合因素對生物正常功能的影響，從而可以開辟一條新的揭示生物機理本質的途徑。目前，科學家在載人航天器上對包括動物和植物在內的多種生物進行了實驗研究，證明絕大多數情況下，由微重力條件返回到重力條件時，生物又進入正常的發育軌道上來，其中發生遺傳變異的隻有少量的生物。也就是說雖然生物在微重力環境中的機體變化有可逆性，但生物的遺傳特征將不一定再有可逆性。人們對在微重力環境中生存的生物體遺傳性研究產生了廣泛的興趣。
此外，微重力不但對生物生長過程有影響，而且還對生物機體形狀和功能有影響。地麵上的植物一般將８０％的能量用於莖的生長；而在微重力條件下溫室中生長的植物莖很短小，但葉子更加繁茂，果實更為豐碩。知識點空間生命科學空間生命科學是研究宇宙空間特殊環境因素（如真空、高溫、低溫、失重和宇宙輻射等）作用下的生命現象及其規律的學科。廣義地說，它包括空間生物學、空間生理學、空間醫學和空間生物工程學等。它屬於空間科學和生命科學的邊緣學科，也是空間科學領域內最新形成的一個分支學科。