20世纪60年代，人类已经能够不止一次的登陆月球，并将月球的土壤带回地球。可是这样的探索，付出的代价是巨大的，对于人类来说也是不可持续的。以美国的阿波罗登月计划为例：NASA于1973年向美国国会所提交的报告中显示，美国的一整个阿波罗登月计划总耗费为254亿美元。这还是在上个世纪的六七十年代，这笔经费即使是不经任何的经济通缩，放在现今的任何一个国家都是一笔不小的开支。
主要是以目前人类的科技来说，地球引力是阻碍人类探索宇宙的最大的障碍，不考虑登陆太阳系的其他星球，也不考虑脱离地球轨道。就算是把一定重量的货物运送到地球的近地轨道上去，克服地球引力所消耗的燃料也是十分巨大的。目前世界最大最强的运载火箭，将105吨的货物运送到近地轨道上，整个火箭的总质量达到了4747吨。这种能效比，注定了不可能持续的进行，不然，再富裕的国家也承担不起。
反重力引擎可能是脱离星球引力最有效的设备，可惜这种装置还只存在于设想当中，人类连引力是如何产生的都还没搞清楚，又怎么可能制造出反重力引擎。至少在未来的几百年内人类都很难在这方面取得实质性的突破。那么，人类要实现对太阳系、对太空的大规模探索，最有效的方式就是建立起超巨型的地球同步轨道空间站、可以生产组装太空飞船的超级空间工厂。但是，建设超级空间工厂所需要的材料、设备肯定是巨大的，如果只靠运载火箭一次次的运送，效率显然太低、成本太高；而且就算建立起了超级空间工厂，后期生产太空飞船所需要的物料更是不可估量的。因此，可以往返运输、高效、低成本的太空电梯，将是目前人类脱离地球引力，大规模建设空间设备的最有效的手段。
太空电梯的主体是一个永久性连接轨道空间站和地球表面的缆绳，可以用来将人和货物从地面运送到太空站。太空电梯还能用做一个发射系统，因为太空电梯必然被地球带动旋转，而越高的地方速度越快，所以将飞船从地面运送到大气层外足够高的地方，只要一点加速度就可以起航了。或者用太空电梯把飞船的所有零部件带上空间工厂，在那里进行组装。飞船所需要的燃料也可以通过太空电梯源源不断的运送上去。随着人类科技的发展，建造可以深空探索的超级飞船也是完全没有问题的。永久性的月球基地、火星基地建造所需要的物料都可以通过太空电梯高效运往太空，再通过宇宙货运飞船运送至月球、火星。甚至在月球、在火星都可以建立与之类似的太空电梯。
太空电梯的结构应该是这样的：
首先，基座在赤道上，这样从地球同步轨道上垂下来的距离最短。基座有固定式和漂移式两种选择，固定式的比较容易完善周边的硬件设施（发电器材、指挥所、太空港）；漂浮式的，无论是海上的大型平台甚或是平流层中的大型飞行平台，可以借移动来躲避不良气候或太空杂物。
其次是连接缆绳，称之为(缆带)可能更合适，设计一条扁长，像录音带那样的带子做为主缆绳。缆带不是从头到尾一样粗的，据计算在地球同步轨道处缆带所承受的拉力最强，因此这地方会最粗，然后向两边变细来节省重量。缆带的材质是阻挠太空电梯发展的最大因素，人类已知的材料目前没有一种能达到太空电梯所求的强度/重量比。最有希望的材质是碳纳米管，虽然个别碳纳米管的张力已经达到承载太空电梯的标准，但拉成缆带后就很难持续维持这样的耐力。不过倒也不必太担心：碳纳米管已经是未来一个极重要的研究方向，因为它的用途实在太多太多了。一但材料科学的研究取得突破，大规模的生产起来，缆带强度的问题终究会得到解决。
然后，电梯舱是在缆绳上爬的那个部份。太空电梯毕竟不是传统电梯，从天上垂一根超长的绳子下来把电梯吊上去是不太可能的，电梯要自已想办法爬上去。最简单的方法是在电梯上装马达，带动夹着缆带的一组轮子转动，从而取得向上的动力。马达的电源可以从缆带上取得，或用装在电梯舱上的发电机，但这两种都会增加重量。比较省重量的方法是在电梯舱上装两片反光板，然后从地面发射激光将电梯舱“射”上去 。这听起来很科幻，但实验表明，这是个可行的方案，只要激光能量够大。
最后，是在缆绳另一端的太空站。因为要抵消缆绳的重量。事实上，意想中的太空站不是放在同步卫星轨道上，而是更高一点点的位置，因为整条缆绳加太空站全体的重心要放在地球同步轨道上才不会发生偏离。太空站的建造会相当麻烦，因为随着缆绳的加粗，太空站的位置要不断地调整。但一切顺利的话，到最后太空站既可以当平衡锤，也同样是人类前往其它星球的发射台。
美国的太空电梯竞赛已经三次以无人达到标准（每秒两公尺的上升速度）告终，但美国很认真的要继续推动这个技术的发展。日本则是投入了73亿美元发展自已的太空电梯技术，希望能在这个领域取得领先。谁先造出第一部太空电梯，几乎就等同于赢得了殖民外层空间的门票，因此可以想象当技术进步到一定程度之后，一定会引发新一波的太空竞赛。
