Predlagane vesoljske kolonije lahko razdelimo v tri splošne kategorije; kolonije na satelitih ali asteroidih, kolonije na drugih planetih (čeprav te »vesoljske kolonije« same po sebi morda ne upoštevamo) in povsem umetne vesoljske kolonije.
Pisci znanstvene fantastike so o teh možnostih razpravljali skoraj od začetka same obrti. Edward Everett Hale je na primer leta 1869 napisal Brick Moon, zgodbo o umetni vesoljski postaji, narejeni iz opeke. Leta 1929 si je dr. John Desmond Bernal zamislil Bernalovo kroglo, vrtečo se vesoljsko kolonijo s premerom približno 15 kilometrov (9.3 milje), napolnjeno z zrakom in kolonizirano okoli ekvatorja, kjer bi vrtenje kolonije ustvarilo centrifugalno silo za simulirati zemeljsko gravitacijo.
V 60. in 70. letih so špekulacije in raziskave o možnostih vesoljskih kolonij doživele renesanso, ki jo je prinesla vesoljska dirka. Eden najvidnejših mislecev, ki so sodelovali pri načrtovanju in zagovarjanju vesoljskih kolonij, je bil fizik s Princetona Gerard O’Neill, ki je leta 1969 zastavil provokativno vprašanje: »Ali je površina planeta res pravo mesto za širšo tehnološko civilizacijo?« Skozi sedemdeseta leta je O’Neill vodil delavnice, ki so zelo podrobno raziskale več predlaganih zasnov vesoljskih kolonij. Poletna študija NASA leta 70 je raziskala tri primarne zasnove, poimenovane Island One, Island Two in Island Three. Vsi trije temeljijo na predpostavki o samozadostni, umetni ekologiji znotraj postaje, imenovani arkologija.
Otok One je bila Bernalova krogla, zaprta zasnova (dobro za zaščito pred sevanjem), razen drogov, ki bi jih pustili odprti, da bi ogledala omogočila preusmeritev sončne svetlobe od zunaj v notranjost kolonije. Otok dva je bil torus Stanford, kilometer širok torus, ki se vrti za ustvarjanje umetne gravitacije na notranji strani obroča. Središče torusa bi potem lahko služilo kot priročna priklopna postaja za vesoljska plovila, ki se približujejo preko polov. Otok tri je bil O’Neill cilinder, vrteča se cev, zasnovana za 10,000 ljudi. Ta zasnova je verjetno najbolj priljubljena vesoljska kolonija, upodobljena v sci-fi.
Zasnove, ki se ne vrtijo, so na splošno predstavljene pod pogojem, da se lahko ljudje in naša podporna ekologija prilagodijo ali preoblikujejo, da delujejo v neprekinjenem breztežnosti. Ta možnost je privlačna, ker lahko modeli, ki nimajo zahteve po umetni gravitaciji, bolje izkoristijo dano količino prostora in materiala. Avtor Marshall T. Savage je v svoji knjigi The Millennium Project predlagal idejo o napihljivih mehurčkih, modularnih enotah, ki bi uporabljale vodno prevleko za zaščito pred sevanjem in bi bile povezane skupaj v obsežna, odprta omrežja. Namesto da bi se pri izdelavi in montaži odvisne od človeških delavcev, bi lahko napredne vesoljske kolonije uporabljale napredno robotiko za vzdrževanje vesoljskih kolonij in ustvarjanje novih.
Splošno priznano je, da bodo nekega dne nastale vesoljske kolonije, bodisi iz komercialnih, vojaških, gospodarskih ali osebnih razlogov. Če imajo vesoljske kolonije sposobnost ustvarjanja novih vesoljskih kolonij in potujejo na velike razdalje, da bi pridobile vire za ta namen, bi lahko bil končni rezultat kolonizacija celotnega našega bivalnega vesolja. Ta proces bi se začel z ustanovitvijo prve samozadostne vesoljske kolonije, dogodek, ki se bo po mnenju mnogih verjetno zgodil pred letom 2040.