Obsežne NASA in neodvisne študije so pokazale, da so vsi potrebni materiali za kolonizacijo vesolja na voljo z Lune in objektov blizu Zemlje ter da je sončne energije v vesolju veliko. Za izgradnjo vesoljskih kolonij ne bodo potrebni nobeni temeljni znanstveni preboji – čeprav zagotovo ne bi mogli škoditi – izziv je predvsem stvar inženiringa in stroškov. Številne vesoljske kolonije so bile zasnovane na različnih ravneh podrobnosti, vendar so vse previsoko drage v smislu današnje ekonomije. Lahko pa pričakujemo, da se bo situacija z izboljšavami tehnologije spremenila. Mnogi vidijo vesoljska potovanja in kolonizacijo kot usodo človeštva.
Dve največji oviri za gradnjo vesoljskih kolonij danes sta zdravstvena tveganja zaradi mikrogravitacije in visoki stroški izstrelitve.
Življenje v okolju mikrogravitacije je težko. Za vzdrževanje mišične mase je potrebna pogosta vadba, nekateri ljudje trpijo za »vesoljsko boleznijo«, podobno kot z morsko boleznijo, napihnejo se obrazi, večina obiskovalcev vesolja pa trpi zaradi nenadzorovanega napenjanja. Vsa drobljiva živila so prepovedana, da ne lebdijo naokoli in zaidejo v elektroniko ter ustvarijo nered, ki ga je težko očistiti. Za dolgotrajno bivanje v vesolju velikega števila ljudi mikrogravitacija nima smisla. Prava vesoljska kolonija bi se morala vrteti, da bi ustvarila umetno gravitacijo. Tako bo večina vesoljskih kolonij verjetno valjev ali torusov.
Vesoljska kolonija velikosti majhnega mesta z okoli 2,000 prebivalci bi morala tehtati okoli milijon ton in biti dolga približno 1 km (0.6 milje), da bi imela dovolj prostora za laboratorije, strojne delavnice, gasilske postaje, policijske postaje, zasebne rezidence. , vrtovi, bazeni, skladišča za hrano in vodo, zaščita pred sevanjem, priklopne naprave, zaliv za robote in majhna bolnišnica – v bistvu dovolj dobrin, da je življenje v vesolju znosno in varno. Za primerjavo, Empire State Building tehta 370,000 ton, je visok 381 m (1,250 čevljev) in ima dovolj pisarniškega prostora za 22,000 zaposlenih.
Dva glavna izziva pri gradnji milijon ton težke strukture v vesolju sta gradbena dela, ki bi jih najbolje opravili roboti, ki bi lahko iz surovin zgradili druge robote, in spravil ves ta material v orbito, kar bi bilo predrago, če bi vse izstrelili. z zemeljskega površja. Po današnjih cenah bi izstrelitev milijona ton materiala iz ozračja stala nekaj bilijonov ameriških dolarjev. Trik je v tem, da uporabite predmete ali materiale blizu Zemlje, izstreljene s površine Lune, kjer je gravitacija veliko nižja in se izstreli veliko ceneje. Največji asteroid blizu Zemlje, 1036 Ganymed, ima premer 31 km (19 milj) in maso 3.6 × 1013 ton, kar je dovolj za izgradnjo trideset milijonov majhnih vesoljskih kolonij.
Zaradi vsega nevarnega dela bi roboti prevzeli vodilno vlogo pri gradnji, pristali na objektu blizu Zemlje, odtrgali njegove kose, ga usmerili v zemeljsko orbito in predelali v material za oder. Ko je zapečaten torus ali valj ustvarjen, napolnjen s kisikom in nastavljen za vrtenje, bi lahko človeški delavci zgradili notranjost po svojih željah. Večino konstrukcijskih materialov in tehnologije je mogoče zgraditi na kraju samem iz surovin.
Nihče v resnici ne ve, kdaj bo vesoljska kolonija postala možna, vendar se zdi, da bo rastoča vesoljska turistična industrija zagotovo pospešila stvari. Vsaj dve podjetji sta že napovedali načrte za izgradnjo vesoljskih hotelov, eno podjetje – Bigelow Aerospace – pa že ima testni modul v orbiti.