Εκτεταμένες μελέτες της NASA και ανεξάρτητων έχουν βρει ότι όλα τα απαραίτητα υλικά για τον αποικισμό του διαστήματος είναι διαθέσιμα από τη Σελήνη και τα αντικείμενα κοντά στη Γη και ότι η ηλιακή ενέργεια είναι άφθονη στο διάστημα. Δεν θα απαιτηθούν θεμελιώδεις επιστημονικές ανακαλύψεις για την κατασκευή διαστημικών αποικιών –αν και σίγουρα δεν θα μπορούσαν να βλάψουν– η πρόκληση είναι κυρίως θέμα μηχανικής και κόστους. Πολλές διαστημικές αποικίες έχουν σχεδιαστεί σε διάφορα επίπεδα λεπτομέρειας, αλλά όλες είναι απαγορευτικά δαπανηρές όσον αφορά τα σημερινά οικονομικά δεδομένα. Ωστόσο, μπορούμε να περιμένουμε ότι η κατάσταση θα αλλάξει με τις βελτιώσεις στην τεχνολογία. Πολλοί βλέπουν τα διαστημικά ταξίδια και τον αποικισμό ως το πεπρωμένο της ανθρωπότητας.
Τα δύο μεγαλύτερα εμπόδια για την κατασκευή διαστημικών αποικιών σήμερα είναι οι κίνδυνοι για την υγεία από τη μικροβαρύτητα και το υψηλό κόστος εκτόξευσης.
Το να ζεις σε περιβάλλον μικροβαρύτητας είναι δύσκολο. Απαιτείται συχνή άσκηση για να διατηρηθεί η μυϊκή μάζα, μερικοί άνθρωποι υποφέρουν από «ναυτία του διαστήματος», παρόμοια με τη ναυτία στη θάλασσα, το πρόσωπο φουσκώνει και οι περισσότεροι επισκέπτες του διαστήματος υποφέρουν από ανεξέλεγκτο μετεωρισμό. Απαγορεύονται όλα τα θρυμματισμένα φαγητά, για να μην επιπλέουν και να μπουν στα ηλεκτρονικά και να δημιουργήσουν ένα χάος που είναι δύσκολο να καθαριστεί. Για μακροχρόνια διαστημική κατοίκηση μεγάλου αριθμού ανθρώπων, η μικροβαρύτητα δεν έχει νόημα. Μια πραγματική διαστημική αποικία θα πρέπει να περιστραφεί για να δημιουργήσει τεχνητή βαρύτητα. Έτσι, οι περισσότερες διαστημικές αποικίες πιθανότατα θα είναι κύλινδροι ή ταρσοί.
Μια διαστημική αποικία μεγέθους μιας μικρής πόλης, περίπου 2,000 κατοίκων, θα έπρεπε να ζυγίζει περίπου ένα εκατομμύριο τόνους και να έχει μήκος περίπου 1 km (0.6 μίλια) για να έχει επαρκή χώρο για εργαστήρια, μηχανουργεία, πυροσβεστικούς σταθμούς, αστυνομικά τμήματα, ιδιωτικές κατοικίες , κήποι, πισίνες, αποθηκευτικός χώρος για φαγητό και νερό, θωράκιση από την ακτινοβολία, εγκαταστάσεις ελλιμενισμού, ένας κόλπος ρομποτικής και ένα μικρό νοσοκομείο – βασικά, αρκετές ανέσεις για να κάνουν τη ζωή στο διάστημα ανεκτή και ασφαλή. Συγκριτικά, το Empire State Building ζυγίζει 370,000 τόνους, έχει ύψος 381 μέτρα (1,250 πόδια) και έχει αρκετό χώρο γραφείου για 22,000 υπαλλήλους.
Οι δύο κύριες προκλήσεις της κατασκευής μιας δομής εκατομμυρίων τόνων στο διάστημα είναι οι κατασκευαστικές εργασίες, οι οποίες θα μπορούσαν να γίνουν καλύτερα από ρομπότ ικανά να κατασκευάσουν άλλα ρομπότ από πρώτες ύλες και να φέρουν όλο αυτό το υλικό σε τροχιά, κάτι που θα ήταν πολύ ακριβό αν εκτοξευόταν όλο από την επιφάνεια της Γης. Με τις σημερινές τιμές, η εκτόξευση ενός εκατομμυρίου τόνων υλικού από την ατμόσφαιρα θα κόστιζε αρκετά τρισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ. Το κόλπο είναι να χρησιμοποιήσετε αντικείμενα κοντά στη Γη ή υλικά που εκτοξεύονται από την επιφάνεια της Σελήνης, όπου η βαρύτητα είναι πολύ χαμηλότερη και εκτοξεύεται πολύ φθηνότερα. Ο μεγαλύτερος αστεροειδής κοντά στη Γη, 1036 Ganymed, έχει διάμετρο 31 km (19 μίλια) και έχει μάζα 3.6 × 1013 τόνους, αρκετή για να χτίσει τριάντα εκατομμύρια μικρές διαστημικές αποικίες.
Εξαιτίας όλης της επικίνδυνης εργασίας που συνεπάγεται, τα ρομπότ θα αναλάμβαναν την ηγεσία στην κατασκευή, προσγειώνοντας ένα αντικείμενο κοντά στη Γη, κόβοντας κομμάτια του, οδηγώντας το σε τροχιά της Γης και επεξεργάζοντάς το σε υλικά για σκαλωσιές. Μόλις δημιουργηθεί ένας σφραγισμένος δακτύλιος ή κύλινδρος, αντληθεί γεμάτος οξυγόνο και τεθεί σε περιστροφή, οι εργάτες θα μπορούσαν να κατασκευάσουν το εσωτερικό σύμφωνα με τις προτιμήσεις τους. Τα περισσότερα δομικά υλικά και τεχνολογία θα μπορούσαν να κατασκευαστούν επί τόπου από πρώτες ύλες.
Κανείς δεν ξέρει πραγματικά πότε θα καταστεί δυνατή μια διαστημική αποικία, αλλά φαίνεται ότι η αναπτυσσόμενη βιομηχανία διαστημικού τουρισμού σίγουρα θα επισπεύσει τα πράγματα. Τουλάχιστον δύο εταιρείες έχουν ήδη ανακοινώσει σχέδια για την κατασκευή διαστημικών ξενοδοχείων και μια εταιρεία – η Bigelow Aerospace – διαθέτει ήδη μια μονάδα δοκιμών σε τροχιά.