В конце 1991- начале 1992 г. российские руководители космических предприятий и организаций предложили американским коллегам объединить усилия в осуществлении пилотируемых программ. В середине 1992 г. НПО «Энергия» разработало программу создания пилотируемой станции следующего поколения «Мир-2». Но денег на ее строительство у России не было. С приходом к власти администрации Клинтона вопрос о совместных работах по орбитальным станциям был поставлен на повестку дня, и уже в ходе переговоров в марте 1993 года в Сиэтле между руководством «Энергии» и «Боинга» впервые была рассмотрена принципиальная возможность создания Международной космической станции (МКС) с использованием элементов нереализованных программ «Мир-2» и «Фридом».

15 марта 1993 года генеральный директор РКА Ю.Н. Коптев и генеральный конструктор НПО «Энергия» Ю.П. Семенов обратились к руководителю НАСА Д. Голдину с предложением о создании Международной космической станции. 2 сентября 1993 года Председатель Правительства Российской Федерации В.С. Черномырдин и вице-президент США А. Гор подписали «Совместное заявление о сотрудничестве в космосе», предусматривающее создание совместной станции МКС и серию длительных полетов американских астронавтов на станции «Мир». В его развитие РКА и НАСА разработали и 1 ноября 1993 года подписали «Детальный план работ по Международной космической станции». Это позволило в июне 1994 года подписать контракт между НАСА и РКА «О поставках и услугах для станции «Мир» и Международной космической станции».

По программе «МКС» подготовка космонавтов проходит на комплексе тренажных средств модулей российского сегмента международной космической станции в Центре подготовки космонавтов, который предназначен для изучения космонавтами натурального вида модулей, бортового оборудования и отработки навыков работы с бортовыми системами и научной аппаратурой в штатных и нештатных ситуациях, а также для проведения тренировок и практических занятий по выполнению научных исследований и экспериментов, телерепортажей и кинофотосъемок, операций по эксплуатации систем и оборудования модулей и их техническому обслуживанию и ремонту.
Благодаря тому, что тренажеры орбитальных модулей РС МКС функционируют в режиме коллективного использования вычислительных средств, средств контроля и управления тренировкой, отдельных средств имитации внешней визуальной обстановки как автономно, так и совместно, образуя единый технический комплекс космонавтам прививаются необходимые навыки работы на орбите. Остальные тренажерные средства функционируют автономно и имеют информационную связь (возможность связи) друг с другом и с информационными системами Центра вне реального времени.

Международная космическая станция (МКС) - пилотируемая орбитальная станция, используемая как многоцелевой космический исследовательский комплекс. МКС — совместный международный проект, в котором участвуют шестнадцать стран: Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Канада, Нидерланды, Норвегия, Россия, США, Франция, Швейцария, Швеция, Япония.

Строительство МКС началось 20 ноября 1998 года запуском функционально-грузового блока «Заря». На текущий момент станция состоит из следующих блоков:

• «Заря» - функционально-грузовой модуль «Заря», первый из доставленных на орбиту модулей МКС. Масса модуля - 20 тонн, длина - 12,6 м, диаметр - 4 м, объем - 80 м³. Оборудован реактивными двигателями для коррекции орбиты станции и большими солнечными батареями. Срок эксплуатации модуля составит, как ожидается, не менее 15 лет. Американский финансовый вклад в создание «Зари» составляет около 250 млн долл., российский - свыше 150 млн долл. Запущен 20 ноября 1998 года.
• «Звезда» - служебный модуль «Звезда», в котором располагаются системы управления полетом, системы жизнеобеспечения, энергетический и информационный центр, а также каюты для космонавтов. Масса модуля - 24 тонны. Модуль разделен на пять отсеков и имеет четыре стыковочных узла. Все его системы и блоки - российские, за исключением бортового вычислительного комплекса, созданного при участии европейских и американских специалистов. Запущен в 2000 году.
• МИМ - малые исследовательские модули, два российских грузовых модуля «Поиск» и «Рассвет», предназначенные для хранения оборудования, необходимого для проведения научных экспериментов. «Поиск» пристыкован к зенитному стыковочному узлу модуля Звезда, а «Рассвет» к надирному порту модуля «Заря».
• Гермоадаптер - герметичный стыковочный переходник, предназначенный для соединения между собой модулей МКС, и для обеспечения стыковок шаттлов.
• «Транквилити» - модуль МКС, выполняющий функции жизнеобеспечения. Содержит системы по переработке воды, регенерации воздуха, утилизации отходов и др. Соединен с модулем «Юнити»;
• «Юнити» - первый из трех соединительных модулей МКС, выполняющий роль стыковочного узла и коммутатора электроэнергии для модулей «Квест», «Нод-3», фермы Z1 и стыкующихся к нему через Гермоадаптер-3 транспортных кораблей.
• «Пирс» - порт причаливания, предназначенный для осуществления стыковок российских «Прогрессов» и «Союзов»; установлен на модуле «Звезда».
• ВСП - внешние складские платформы: три внешние негерметичные платформы, предназначенные исключительно для хранения грузов и оборудования.
• Фермы - объединенная ферменная структура, на элементах которой установлены солнечные батареи, панели радиаторов и дистанционные манипуляторы. Также предназначенная для негерметичного хранения грузов и различного оборудования;
• «Канадарм2», или «Мобильная обслуживающая система» - канадская система дистанционных манипуляторов, служащая в качестве основного инструмента для разгрузки транспортных кораблей и перемещения внешнего оборудования;
• «Декстр» - канадская система из двух дистанционных манипуляторов, служащая для перемещения оборудования, расположенного вне станции.
• «Квест» - специализированный шлюзовой модуль, предназначенный для осуществления выходов космонавтов и астронавтов в открытый космос с возможностью предварительного проведения десатурации (вымывания азота из крови человека).
• «Гармония» - соединительный модуль, выполняющий роль стыковочного узла и коммутатора электроэнергии для трех научных лабораторий и стыкующихся к нему через Гермоадаптер-2 транспортных кораблей. Содержит дополнительные системы жизнеобеспечения.
• «Коламбус» - европейский лабораторный модуль, в котором помимо научного оборудования установлены сетевые коммутаторы (хабы), обеспечивающие связь между компьютерным оборудованием станции. Пристыкован к модулю «Гармония».
• «Дестини» - американский лабораторный модуль, состыкованный с модулем «Гармония».
• «Кибо» - японский лабораторный модуль, состоящий из трех отсеков и одного основного дистанционного манипулятора. Самый большой модуль станции. Предназначен для проведения физических, биологических, биотехнологических и других научных экспериментов в герметичных и негерметичных условиях. Кроме того, благодаря особой конструкции, позволяет проводить незапланированные эксперименты. Пристыкован к модулю «Гармония».
• «Купол» - прозрачный обзорный купол. Место для отдыха, в котором члены экипажа могут наблюдать за космосом и Землей, а также пульт управления дистанционным манипулятором. Установлен на узловой модуль «Транквилити».
• ТСП - четыре негерметичные платформы, закрепленные на фермах 3 и 4, предназначенные для размещения оборудования, необходимого для проведения научных экспериментов в вакууме. Обеспечивают обработку и передачу результатов экспериментов по высокоскоростным каналам на станцию.

Начало первой длительной экспедиции на МКС было положено 31 октября 2000 года. Экипаж состоял из    У. Шеперда, Ю. Гидзенко и С. Крикалёва. За время 142-суточного космического полета экипаж МКС-1 выполнил большой объем работ по расконсервации и дооснащению систем МКС, ремонтно-восстановительным работам, развертыванию целевого и вспомогательного оборудования. Проведены работы по обслуживанию двух транспортных грузовых кораблей «Прогресс». Выполнена программа совместных работ с тремя экспедициями посещения на ОК «Шаттл», в результате которых станция была дооснащена фермой Р6, американским модулем Lab «Destiny», на станцию доставлено более двадцати тонн грузов и оборудования для обеспечения жизнедеятельности экипажа и ее дальнейшего развертывания. Выполнена обширная программа научных исследований и экспериментов.

Международная природа проекта МКС способствует проведению совместных научных экспериментов. Наиболее широко подобное сотрудничество развивают европейские и российские научные учреждения под эгидой ЕКА и Федерального космического агентства России. Значительная часть исследований, проводимых Россией на МКС, является контрактной или совместной с зарубежными партнерами.

Затраты на строительство и эксплуатацию МКС оказались гораздо больше, чем это изначально планировалось. В 2005 году, по оценке ЕКА, с начала работ над проектом МКС с конца 1980-х годов до его предполагаемого тогда окончания в 2010 году было бы израсходовано около 100 миллиардов евро. Однако на сегодняшний день окончание эксплуатации станции планируется в 2024 году, и суммарные затраты всех стран оцениваются в бо́льшую сумму.

МКС - это самый посещаемый орбитальный космический комплекс в истории космонавтики. На 15 июня 2021 года число человеко-посещений составило 428 (на станции «Мир» за время ее существования - 137). Если не считать повторных посещений, то на МКС побывало 204 космонавта и астронавта (на станции «Мир» - 104). На 1 июня 2021 года длительность непрерывного пребывания человека на борту МКС превысила 9545 дней, тем самым был побит рекорд, принадлежавший станции «Мир».

На 15 июня 2021 года прошли подготовку и выполнили в полном объеме запланированные программы работ на МКС экипажи 64-х основных экспедиций и 19-ти экспедиций посещения (на станции «Мир» за всю 15-летнюю программу было осуществлено 28 основных экспедиций и 26 экспедиций посещения). На станции «Мир» было совершено 78 выходов космонавтов в открытый космос, а на МКС на 15 июня  2021 года российскими космонавтами выполнено 60 выходов общей продолжительностью – 368 час  32 минут.