“天空实验室”是美国第一个试验性空间站。1973年5月14日发射，进入离地面 435公里的近圆轨道。同年还先后发射了 3艘“阿波罗”号飞船与“天空实验室”对接。这 3艘飞船分别称为“天空实验室”2、3、4号。1979年 7月 11日“天空实验室”进入大气层烧毁。“天空实验室”用“土星”5号运载火箭发射。在上升飞行过程中，高速气流冲掉了轨道舱的防护罩和一个太阳电池翼，另一个太阳电池翼被防护罩碎片缠住而没有打开，以致“天空实验室”入轨后严重缺电，舱内温度上升到50左右。1973年 5月25日，三名航天员乘“阿波罗”号飞船与“天空实验室”对接。航天员用一顶遮阳伞伸出舱外，挡住阳光，使工作舱温度下降。他们切去缠绕的防护罩碎片，使剩下的一个太阳电池翼展开发电，终于使“天空实验室”开始工作，接纳航天员。“天空实验室”共接待三批航天员，这三批航天员在空间站内分别工作和生活了 28天、59天和84天。用58种仪器进行了 270多项天文、地理、遥感、宇宙生物学和航天医学试验研究。重要的项目有：用太阳望远镜观测太阳并拍摄了18万张太阳活动的照片;用6种遥感仪器对地球进行了观测，共拍摄4万多张地面照片；用7种仪器研究太阳系和银河系的情况；用自行车功量计和下身负压装置等医疗器械研究长期失重对人体生理的影响；还进行了失重下的材料加工试验。
“天空实验室”由轨道舱、过渡舱、多用途对接舱、太阳望远镜和“阿波罗”号飞船 5个部分组成。全长36米，直径6.7米，重82吨。轨道舱是“天空实验室”的主体，用“土星”5号运载火箭第三级箭体改装而成，分上下两层，上层为工作区，下层为生活区。生活区又由隔板分成卧室、餐室、观测室和盥洗室。轨道舱内充纯氧，保持33千帕大气压和20°C左右的温度。
“天空实验室”计划持续6年，耗资26亿美元。美国宇航界、政界和科学界都给予极高的评价。
