En 1998, le module russe Zarya est mis en orbite terrestre : c’est le premier élément de la Station Spatiale Internationale (ISS, pour International Space Station). L’assemblage de la Station s’achève treize ans plus tard, en 2011. Aujourd'hui dotée d’un volume habitable d’environ 400 m³, l’ISS est occupée en permanence depuis novembre 2000. Le principal objectif de l'ISS est de permettre aux scientifiques de réaliser des expériences scientifiques en micropesanteur. Concrètement, il peut s’agir d’évaluer les incidences de la micropesanteur sur le système cardio-vasculaire, comme avec CARDIOMED, un équipement médical développé par le CNES en coopération avec l’IMBP (Russie) qui a été opéré de 2010 à 2020 et dont la suite est en préparation. Ou bien d’observer le comportement de fluides dans certaines conditions bien précises, par exemple grâce au mini-laboratoire DECLIC (Dispositif d’Etude de la Croissance et des LIquides Critiques), développé par le CNES en coopération avec la NASA et lancé sur l’ISS en 2009. De par l’altitude à laquelle orbite l’ISS (400 km environ), ces expériences permettent aux scientifiques de détecter des phénomènes physiques et physiologiques qui, au sol, seraient invisibles à cause de la pesanteur. Aux côtés de ces expériences, l’ISS permet également de réaliser des observations de la Terre et de l’espace. Enfin, la station permet de préparer les futurs vols habités d’exploration.

Lancée et pilotée par la NASA, cette mission est développée conjointement avec l’ESA, ROSKOSMOS (Agence spatiale fédérale russe), la JAXA (Japan Aerospace eXploration Agency) et l’ASC (Agence Spatiale Canadienne). La Station Spatiale Internationale sera utilisée jusqu'en 2030.