建成後的國際空間站將是一個“太空城”，它將成為人類在太空中長期逗留的一個平台，可容納7名宇航員同時在上麵長期居住，最多時可容納15人在上麵從事考察活動，目前的國際空間站可以供3名宇航員長期工作。
國際空間站主要由兩大結構呈十字狀“搭”在一起而形成。其中，縱向的主幹主要是一些像積木一樣拚接在一起的艙體，總長度約為80米。而由總共9根“橫梁”連接而成的長長桁架，將以90毅“架”在縱向主幹上，這一橫向桁架的翼展將達到108米。雖然總體的骨架是一個大十字，但國際空間站真正的形態遠非這麼簡單。在縱向的各艙體上，還會在不同方向衍生出其他一些結構，而橫向的桁架兩端，最終也將掛起巨大的太陽能電池板、散熱器等裝置。另外，攜帶著機械臂的小車，將來也可以在橫貫桁架的軌道上來回滑動。與俄羅斯“和平”號等僅僅由艙體連接而成的傳統空間站相比，國際空間站的一個顯著特色是增加了橫向的桁架。這種“縱橫交錯”的結構方式，靈活性更強，工作效率更高，但安裝施工的複雜性和難度也更大。
服務係統包括俄羅斯的功能貨艙、加拿大移動服務係統和俄羅斯服務艙。
加拿大移動服務係統的遙控機臂能運125噸貨物，可沿主桁架移動，以進行空間站硬件的裝配、維修和更換。俄羅斯服務艙擁有生命保障係統、推力器和居住功能（含洗手間和衛生設施），重20噸。
運輸係統包括“聯盟”號載人飛船和“進步”號運貨飛船等，其中後者每年為空間站運送4次推進劑。空間站的指令和控製由美俄雙方分擔，美國約翰遜航天中心主要負責空間站和航天飛機，俄羅斯的加裏寧格勒航天中心主要負責載人飛船和運貨飛船飛向空間站，以及飛船飛離空間站。它也是空間站運行的後備控製中心。
國際空間站利用地麵無法提供的空間零重力狀態的有利條件，可以使科學家們長期進行一係列科學試驗。國際空間站的建設，意味著一個共同探索和開發宇宙空間時代的到來。它將成為新型能源、運輸技術、自動化技術和下一代傳感器技術的測試基地，它的建設推動了流體力學、燃燒、生命保障係統、反輻射危害等研究的發展，對未來的太空探索產生重要影響。
目前，國際空間站的建設卻陷於困境。從2001年起，美國大幅度削減了航天預算，美國航天局也宣布削減國際空間站計劃，放棄兩個艙體的建設。2003年的“哥倫比亞”號災難又導致美國航天飛機被迫暫停飛行，這使空間站建設工作大受影響。而俄羅斯由於航天經費緊缺，能否完成本國建設任務也令人擔憂。國際空間站能否按時完成建設，建設完畢後又能否保證7名宇航員在上麵長期工作，目前尚不得而知。
國際空間站計劃的實施分3個階段進行。第一階段是從1994年開始的準備階段，現已完成。這期間，美俄主要進行了一係列聯合載人航天活動。美國航天飛機與俄羅斯“和平”號軌道站8次對接並共同飛行，兩國宇航員一起開展了一係列科學實驗和多次太空行走，特別是訓練了美國宇航員在空間站上生活和工作的能力，為即將展開的國際空間站的組裝工作積累了經驗。
第二階段從1998年11月開始，為空間站初期裝配階段，也是建設國際空間站的關鍵階段。11月20日俄羅斯使用“質子—K”火箭把空間站主艙——功能貨物艙送入了軌道。該艙重約20噸，13米長，內部容積約72立方米，是空間站的基礎艙，可連接空間站的各實驗室和宇航員的生活艙。它裝有導航、通信、姿態控製、溫度控製、氣候環境調節等多種設備，可在空間站建設初期提供電源和推進動力。主艙在太空“落戶”後，美國的連接艙、實驗艙及俄羅斯的服務艙、“聯盟”號飛船等將陸續發射升空。連接艙用於存儲貨物和提供電力，實驗艙則可以進行各種微重力環境實驗，包括材料加工與合成、生命科學、生物醫學實驗及流體實驗等。它還擔負著一些軍事實驗任務，因此該艙隻允許美國宇航員使用。實驗艙的發射和對接的完成，將標誌著第二階段的結束，那時空間站已初具規模，可供3名宇航員長期居住。
第三階段則是要把美國的居住艙、歐洲航天局和日本製造的實驗艙和加拿大的移動服務係統等送上太空。當這些艙室與空間站對接後，則標誌著國際空間站裝配最終完成，這時站上的宇航員可增至7人。
目前國際空間站由下列部分組成—俄羅斯“進步—M45”“聯盟—TM23”“進步—M—C01”飛船，俄羅斯的“晨星”號服務艙、“曙光”號工作艙，美國的“團結”號連接艙和“女神”號實驗艙。整個空間站重量達140噸。
“曙光”號工作艙
“曙光”號工作艙是國際空間站的第一個組件，由俄羅斯赫魯尼切夫空間中心和美國波音公司共同研製而成。根據1995年8月簽訂的合同，赫魯尼切夫中心負責貨運艙的設計、生產和試驗。赫魯尼切夫中心於1996年11月27日，即比預定發射時間提前一年完成“曙光”號工作艙的組裝工作。但由於國際空間站的其他一些部件沒有完工，“曙光”號被兩度推遲發射。