Au début des années 1970, l'URSS prend de l'avance dans le domaine des stations spatiales avec le programme Saliout (1971-1991) aux objectifs tout à la fois civil et militaire qui sera suivi par le développement de la station Mir (1986-2001) plus ambitieuse. Dans le contexte de compétition spatiale et de guerre froide caractérisant les relations entre les États-Unis et l'URSS de l'époque, le Président Ronald Reagan demande en avril 1983 à la NASA de lancer un projet de station spatiale pour la recherche scientifique et occupée en permanence, puis annonce le 25 janvier 1984, au cours de son discours annuel sur l'état de l'Union, la volonté des États-Unis d'entreprendre sa construction en coopération avec d'autres pays. Le coût du projet est alors estimé à 8 milliards de dollars.

La NASA identifie à l'époque huit fonctions pouvant être remplies par la station spatiale :

• laboratoire spatial ;
• observatoire permanent de la Terre et de l'espace ;
• nœud de transport assurant le stationnement de charges utiles et de vaisseaux de transport et le lancement de ceux-ci vers leur destination finale ;
• station service prenant en charge le ravitaillement en carburant et de maintenance d'engins spatiaux ;
• chantier d'assemblage de structures de grande taille ;
• usine permettant grâce à la présence de l'homme de développer l'utilisation commerciale de l'espace ;
• lieu de stockage de charges utiles et de pièces de rechange ;
• base de départ pour des missions lointaines.

Le 31 janvier 1985, l'Agence spatiale européenne (ESA) accepte de s'associer au projet, suivie par l'agence spatiale canadienne le 16 avril et l'agence spatiale japonaise le 9 mai de la même année.