Az űrkolonizáció a sci-fi irodalom egyik meghatározó témája, ugyanakkor számos nemzetközi űrprogram távlati célja is. Miközben sokak a Mars és a Hold kolonizálásán gondolkodnak, mások szerint az első űrkolóniák bolygó körüli pályákon fognak keringeni. Egyes megállapítások szerint az ehhez szükséges nyersanyagok elegendő mennyiségben vannak jelen a Holdon és a Kisbolygóövben, valamint bőséges és könnyen hozzáférhető napenergia áll rendelkezésre. Az ember hosszú távú túléléséhez levegőre, vízre, élelemre, tűrhető környezeti hőmérsékletre, gravitációra és nyomásra van szükség. A Földön ezeket maga a bolygó és nagy kiterjedésű, összetett bioszférája biztosítja. Egy űrkolónia esetében egy viszonylag kisméretű zárt ökológiai rendszernek kell a tápanyagokat újratermelnie vagy a keletkezett hulladék felhasználásával vagy külső forrásból feldolgoznia, az esetleges „összeomlás” veszélye nélkül. A friss növények űrbeli termesztése legalább olyan kemény feladat, mint űrhajót építeni, hiszen csupa olyan tényezőre van szükség, amely az adott körülmények között nem áll rendelkezésre. Ilyen pl. a széndioxid és oxigén tartalmú atmoszféra, légnyomás, gravitáció hiánya, a nappalok és éjszakák váltakozásának különbözősége. Az alapos növénytermesztési ismereteken kívül a kutatóknak minderre tekintettel ki kell fejlesztenie egy optimális, földi életkörülményeket felvonultató nevelő kamrát, amely űrbeli körülmények között üzemel.
A kozmikus sugárzás és napszél az űrben az ember számára időnként halálos mennyiségű sugárzási környezetet jelenthetnek. Föld körüli pályán a Van Allen sugárzási övek teszik nehézzé a Föld atmoszférája feletti életet. Hogy egy ilyen kolónia életben maradjon, a szerkezet falának megfelelő mennyiségű anyaggal kell rendelkeznie, ami elnyeli a bejövő sugárzás nagy részét. Ehhez a burkolatnak négyzetméterenként nagyjából 5-10 tonnányi tömegre volna szüksége.
Napjainkban a Nemzetközi Űrállomás képezi az egyetlen állandó, az űrben elhelyezkedő lakóteret, ami azonban nem önellátó.
