２０世紀７０～８０年代，前蘇聯的航天站不僅創造了宇航員連續在太空生活和工作４３９天的世界紀錄，而且進一步證實了人類可以利用太空的特殊環境開設車間和工廠，生產地球上難以製造的藥物、晶體、超強和超輕材料，可以利用航天站對衛星、飛船進行檢查修理，以及對天文和地球進行有效觀測等。更重要的是，航天站還顯示了具有長期進行軍事偵察，以作為太空武器試驗場、後勤基地、指揮中心和武器發射台的巨大軍事潛力。
空間技術的日益發展，並沒有使人類滿足，一旦可供十餘人乃至數十人長期生活和工作的大型航天站建立後，下一個目標也就是建立太空城——未來天軍活動的“兵營”了。
未來太空城市設想圖幾乎在“阿波羅”登月飛行的同時，美國普林斯頓大學的奧尼爾教授就開始潛心研究向宇宙空間移民的問題。１９７７年，他大膽地在《宇宙移民島》一書中提出了太空城的設想，認為可以在地球和月球的引力所能及的太空，建設可供人居住的移民島。他設計了三種方案，分別稱為一號島、二號島和三號島。
一號島是供開拓宇宙資源的先驅者使用的，島身為直徑５１２米的球體，在“赤道”內側麵為居住區，可容納居民約１萬人。整個島的能源依賴於巨大的反射鏡所收集的陽光，居民所需糧食由農業區生產，所需建築材料主要取自月球岩石和對其礦物的提煉。在居民點的周圍，既有草地、花園，也有涓涓小溪和人行土道。這裏鮮花盛開，樹木蔥鬱、綠草如茵、四季如春，簡直是一個世外桃源。
二號島為直徑３６千米的球體，可供１４萬人居住，整個設計近似於一號島的成比例延伸。
三號島則是直徑達６４千米、長３２千米的圓筒，兩端用半球封閉，大約每兩分鍾自轉一次。
１９７５年，奧尼爾又在原設計方案的基礎上，提出了另一種新穎別致的新方案。主體（居民區）為一個直徑４５０米的圓筒，兩端呈球狀。為了模擬地球上的重力場，整個圓筒每分鍾自轉兩次，在圓筒周圍的最外層則為農業耕作區。利用在圓筒上端的一個形似向日葵的聚光鏡收集陽光來發電，故此方案又稱向日葵城。
奧尼爾的這些大膽設想，引起了共鳴，激發了更多的宇宙設計師們爭相效仿，提出了各具特色的太空城方案：美國斯坦福大學宇宙移民研究會的參加者們共同設計了一座斯坦福城，美國麻省理工學院設計了一座帶有巨大聚光鏡的太空城，另外一些科學家還設想在火星和木星之間的小行星帶中，建造能適於人類生存的更遙遠的新城……據科學家們的設想，未來的太空城，完全可以創造出一種類似地球的居住環境和一切人類生活必需的物質文明和精神文明。利用充足的太陽光照條件，用自己生產的糧食和蔬菜，養活城裏的居民和牲畜。農作物的光合作用可淨化空氣，莖葉等可作為牲畜的飼料，而人、牲畜等排出的糞便及其他廢物，經無機化處理可變成鹽、二氧化碳和水，反過來為農作物的生長提供必要條件。在太空城裏種植作物，不必擔憂地球上那樣的病蟲害，糧食作物、各種花卉、樹木和草坪都可以在一種得天獨厚的環境裏無憂無慮地生長。太空城之間的交通，也方便自由，在廣闊的“太空航道”上將暢行無阻。這樣，人類就可以在這樣一個周期性的生態循環係統中，自由呼吸，生兒育女，長期生存下去，過著一種“世外桃源”的生活。
據太空城的設計師們說，太空城建成後，並不發愁沒有人去。首先，未來的太空城盡管結構外形多式多樣，有的像一個巨大的輪胎，有的是個大圓球，有的形似啞鈴，但是其居住環境與生活在地球上別無兩樣。居民區通常都利用自轉來產生人造重力，用調節和控製太陽光反射鏡等方式，造成與地球上相似的晝夜和溫度變化等環境，使人感覺像生活在地麵一樣。那種認為要向太空移民，事先必須對自身的生理機能進行大調整的擔心看來是多餘的。
設想中的太空城，不但擁有取之不盡用之不竭的太陽能源，成為一個無比富足的經濟繁榮區，還可充分利用地球上先進的科學技術成果，建設設施非常先進的工廠以及與其相適的生活、工作的環境條件。
未來科學家興奮地預言，麵對地球上人類麵臨的人口、能源、環境三大危機，比地球上優越的生活和高得多的工資收入將會吸引無數的年輕人離開“擁擠”的地球，到太空中去安家落戶，也許到２０８０年後，將有上億的人口移居到浩瀚的太空“瓊樓玉宇”，過著一種神秘的“仙境”生活，太空將成為今後歲月裏的人類第二故鄉。