Оттепель в мировой политике, начавшаяся в 1990-х годах, нашла отражение в международном космическом сотрудничестве. Своего пика оно достигло в проекте Международной космической станции (МКС), которая была запущена в 1998 году. На сегодня она является крупнейшим в истории космическим аппаратом и послужила пристанищем для космонавтов из 15 стран, а также нескольких платных туристов.
Успех советской станции «Мир» продемонстрировал всем космическим агентствам, как увеличить время пребывания экипажей в космосе при небольших бюджетах. Вывод на орбиту тяжелых полезных нагрузок был самой дорогой частью космических путешествий. Но когда космическая станция построена, она может долгое время служить домом для экипажа. Для снабжения и смены экипажей требуется относительно небольшое число ракетных стартов.
Международная космическая станция появилась отчасти благодаря тому, что Российское космическое агентство (реорганизованное после своего расцвета в советскую эпоху) не смогло запустить станцию «Мир-2». Одновременно в NASA решили сократить расходы на создание собственной станции «Фридом» и вступили в партнерство с новыми российскими друзьями. В 1998 году к альянсу присоединились японцы и европейцы, внеся свои наработки по собственным планам создания космических станций. Канадское космическое агентство, знаменитое своими космическими роботами, также подключилось к работе после запуска первого российского модуля «Заря».
К 2000 году станция «Мир» была покинута и вскоре завершила свой 15-летний полет, упав в Тихий океан, а на МКС появился первый постоянный экипаж. С тех пор станция остается обитаемой и постепенно разрослась до системы из 12 герметичных модулей, включающих лаборатории, кабины экипажа и обзорный модуль «Купола». После списания космических челноков NASA и в ожидании появления нового американского пилотируемого корабля обслуживание МКС целиком осуществляется с космодрома Байконур, расположенного в казахстанской степи. Жизнь на космической станции вошла в накатанную колею, и прежних пилотов истребителей сменило новое поколение астронавтов-ученых. В 2001 году американский финансовый магнат Денис Тито, заплатив 20 миллионов долларов, стал первым в истории космическим туристом и провел 8 дней в российском сегменте МКС.