thumb|240px|CGによる完成予想図。
国際宇宙ステーション（こくさいうちゅうステーション、、、）は、低軌道にあるモジュール式の宇宙ステーション（居住可能な人工衛星）である。これは、NASA（米国）、ロスコスモス（ロシア）、JAXA（日本）、ESA（ヨーロッパ）、CSA（カナダ）の5つの宇宙機関が参加する多国籍共同プロジェクトである。宇宙ステーションの所有権と使用は、政府間条約と協定によって確立されている。この宇宙ステーションは宇宙生物学、天文学、気象学、物理学などの分野で科学研究を行う微小重力と宇宙環境の研究所として機能する。ISSは、月と火星への将来の長期ミッションに必要な宇宙船システムと機器のテストに適している。
ISSプログラムは、1984年に恒久的に有人の地球周回ステーションを建設するために考案されたアメリカの提案である宇宙ステーションフリーダムと、1976年からの同様の目的を持つ同時期のソビエト/ロシアのミール2提案から発展した。ISSは、ソビエト、後にロシアのサリュート、アルマース、ミールの各ステーションとアメリカのスカイラブに続いて、乗組員が居住する9番目の宇宙ステーションである。これは、宇宙で最大の人工衛星であり、低軌道で最大の衛星であり、地球の表面から肉眼で定期的に見ることができる。ズヴェズダサービスモジュールまたは訪問している宇宙船のエンジンを使用した再ブースト操作により平均高度400 km（250マイル）の軌道を維持する。ISSは約91分で地球を一周し、1日あたり地球を15.5周回する。
ステーションは2つのセクションに分かれている。ロシア軌道セグメント (ROS) はロシアによって運営されており、米国軌道セグメント (USOS) は米国と他の国によって運営されている。ロシアセグメントには6つのモジュールが含まれている。米国のセグメントには10のモジュールが含まれており、そのサポートサービスはNASAで76.6%、JAXAで12.8%、ESAで8.3%、CSAで2.3%に分散されている。
ロスコスモスは、2024年までROSの継続的な運用を承認しており、以前はセグメントを使用してOPSEKと呼ばれる新しいロシアの宇宙ステーションを建設することを提案していた。最初のISSコンポーネントは1998年に打ち上げられ、最初の長期居住者は2000年10月31日にバイコヌール宇宙基地から打ち上げられた後、2000年11月2日に到着した。それ以来、このステーションは24年98日間継続して使用されており、ミール宇宙ステーションが保持していた過去の記録である9年357日を超えて、低軌道で最も長く継続的な人工の存在となっている。最新の主要な加圧モジュールであるNaukaは、前回の主要な追加である2011年のLeonardoから10年余り後の2021年に取り付けられた。宇宙ステーションの開発と組み立ては継続され、2016年に実験的な膨張式宇宙居住施設が追加され、いくつかの主要な新しいロシアのモジュールは2021年に打ち上げが予定されている。2022年1月、ステーションの運用許可は2030年まで延長され、その年を通じて資金が確保された。その後、将来の月と火星のミッションを追求するためにISSの運用を民営化するよう求められており、元NASA長官のジム・ブライデンスティンは「現在の予算の制約を考えると、月に行きたい、火星に行きたいのであれば、低軌道を商業化して次のステップに進む必要がある。」と述べている。
ISSは、加圧された居住モジュール、構造トラス、太陽光発電ソーラーアレイ、熱ラジエーター、ドッキングポート、実験ベイ、ロボットアームで構成されている。主要なISSモジュールは、ロシアのプロトンロケットとソユーズロケット、および米国のスペースシャトルによって打ち上げられた。宇宙ステーションは、さまざまな訪問する宇宙船によって整備されている（ロシアのソユーズとプログレス、スペースXドラゴン2、ノースロップグラマン宇宙システムシグナス、そして以前はヨーロッパのATV、日本のH-II補給機、スペースXドラゴン1）。ドラゴン宇宙船は、加圧された貨物を地球に戻すことを可能にする。これは、例えばさらなる分析のために科学実験を帰還させるために使用される。2021年12月の時点で、19か国から251人の宇宙飛行士、宇宙旅行者が宇宙ステーションを訪れた。その多くは何度も訪れている。これには、155人のアメリカ人、52人のロシア人、11人の日本人、8人のカナダ人、5人のイタリア人、4人のフランス人、同じく4人のドイツ人とそれぞれ1人のベルギー人、オランダ人、スウェーデン人、ブラジル人、デンマーク人、カザフスタン人、スペイン人、イギリス人、マレーシア人、南アフリカ人、韓国人、UAE人が含まれるVisitors to the Station by Country NASA, 8 December 2021. 。
参加国・関係国 国際宇宙ステーションの開発は、1988年9月に締結された日米加欧の政府間協定により着手された。1998年にはロシア、スウェーデン、スイスを加えた国際宇宙ステーション協定民生用国際宇宙基地のための協力に関するカナダ政府、欧州宇宙機関の加盟国政府、日本国政府、ロシア連邦政府及びアメリカ合衆国政府の間の協定が署名され、これによりISS計画の参加国は、アメリカ、ロシア、カナダ、日本、欧州宇宙機関 (ESA) 加盟の各国（ベルギー、デンマーク、フランス、ドイツ、イタリア、オランダ、ノルウェー、スペイン、スウェーデン、スイス、イギリス）の15カ国となっている宇宙ステーションキッズ「国際宇宙ステーション計画ってなに？」 (JAXA)。これとは別に、ブラジル宇宙機関がアメリカと二国間協定を結んで参加している。また、イタリア宇宙機関はESAを通じてだけでなく、NASAとの直接契約で多目的補給モジュールを開発している。
中国は2007年にISSへの参加を打診したが、アメリカの反対により認められず、独自の宇宙ステーションである「中国宇宙ステーション」を運用中である。インドもISSへの参加を希望するも他の参加国の反対に遭ったため、独自の宇宙ステーションの建設を決定した。
ロシアは2021年に、2025年に独自の宇宙ステーションを打ち上げ、ISSから撤退すると発表した井上孝司「航空最新ニュース・海外装備宇宙 ロシアが独自ステーション建設ISSから撤退へ」『航空ファン』通巻823号（2021年7月号）文林堂 P.114。翌2022年のウクライナ侵攻を期に、2024年以降に撤退することも表明する。しかし自前の宇宙ステーションの建設開始が遅れるとの見込みから、最終的には2028年までの参加延長を決定している。
計画推移
国際宇宙ステーション計画が最初に持ち上がったのは、1980年代初期の米大統領のレーガンによる冷戦期における西側諸国の宇宙ステーション「フリーダム計画」である。この計画は、西側の結束力をアピールしてソビエト連邦に対抗する政治的な意図が非常に強いものであった。搭乗人数は出資比率によって定められたが、米国、欧州、カナダ、日本の飛行士がそれぞれ、必ず年間を通して滞在できることになっていた。しかし、米国や欧州の財政難、スペースシャトル「チャレンジャー」の爆発事故、続く冷戦終結による政治的アピールの必要性低下によって計画は遅々として進まなかった。計画は「アルファ」に変更、ステーションの規模も大幅に縮小され、米国を含めて搭乗人数を削減し、各国の滞在期間も短縮した。
一方、ソ連は「サリュート」に続く宇宙ステーション「ミール」による宇宙滞在を実現していたが、1991年末のソビエト連邦の崩壊による混乱と財政難で、ミールは宇宙空間で劣化した。米国はロシアを取り込む目的もあって、アルファとミール（ミール2）を統合する計画を持ちかけたが、ロシアは新しいモジュール「ザーリャ」他を打ち上げる意欲を示した為、完全な新型宇宙ステーションとしてISS計画が開始された。しかし、ISS計画ではロシアの発言力が非常に大きくなり、常時ロシア人飛行士が滞在することとなった為、日欧加飛行士の滞在期間や搭乗人数は増加しなかった。
1998年にロシアが製造したザーリャモジュールが打ち上げられてISSの建設が開始されたが、2003年にスペースシャトル「コロンビア」の空中分解によって建設は一時中断し、その後の調整で建設規模が縮小、米露はともかく、日欧加の飛行士がどれだけ滞在できるかは未知数となった。
宇宙飛行士の滞在
ISSに滞在するクルーは当初は3人、2003年2月のコロンビア号事故後しばらくは2人であった。2009年5月29日からは6人に増加された。
ISSに滞在する正式クルーは政府間協定締結国に限られている（滞在権について各国・機関毎に枠がある）。一方で、参加国・機関が別途民間人と商業契約を結び、自国枠を提供しISSに滞在させる宇宙飛行関係者という区分があり、これまでロシアのみが商業契約を結び、民間人を滞在させているこれまでに商業契約を結んでISSに滞在した者は、自費で費用を支弁したデニス・チトー、マーク・シャトルワース、グレゴリー・オルセン、アニューシャ・アンサリ、チャールズ・シモニー、リチャード・ギャリオット、ギー・ラリベルテ、前澤友作と平野陽三の宇宙旅行者9人と、ロシアとの国家間協定に基づき宇宙に行ったマレーシアのシェイク・ムザファ・シュコア、国家が商用旅行の権利を購入したことにより宇宙へ行った韓国のイ・ソヨンの2人、計11名である。。
宇宙飛行士が船内作業を行う際には記録を残すため撮影を行っているが、カメラの設置など撮影の準備は全作業時間の10パーセントが費やされていた。日本では推進用のファンを搭載した球形の撮影ドローン「Int-Ball」を開発し、撮影を自動化する予定JAXA、球体ドローン開発 実験棟「きぼう」内を浮遊 「金井飛行士の相棒に」 - ITmedia NEWS。
建設 thumb|right|210px|国際宇宙ステーションの構造物を運ぶエンデバー。
ISSの建設は組立部品及び作業のため、50回以上の打ち上げが要求された。そのうち39回はスペースシャトルによる打ち上げである。比較的小型な部品はプログレス補給船といった無人宇宙補給機によって運ばれた。組立が完了した時点のISSは、体積1,200立方メートル、重量419トン、最大発生電力110キロワット、トラス（横方向）の長さ108.4メートル、進行方向の長さ74メートル、最大滞在人数は6名となった。
ステーションはいくつかのモジュール及び要素で構成される。
すでに打ち上げられたもの 「ザーリャ」 (FGB) 基本機能モジュール 米（製造は露）1998年11月20日 「ユニティ」 (Node 1) 結合モジュール1 米 1998年12月4日 「ズヴェズダ」 居住モジュール 露 2000年7月12日 「デスティニー」(LAB) 米国実験棟 米 2001年2月 「クエスト」 エアロック 米 2001年7月 「ピアース」 (DC-1) ロシアのドッキング室・エアロック 2001年9月 「カナダアーム2」 (SSRMS) カナダ 2001年4月 「トラス」 Z1トラス 米 2000年10月 P6トラス 米 2000年12月 S0トラス 米 2002年7月 S1トラス 米 2002年10月 P1トラス 米 2002年11月 P3/P4トラス 米 2006年9月 P5トラス 米 2006年12月 S3/S4トラス 米 2007年6月 S5トラス 米 2007年8月 S6トラス 米 2009年3月 「ハーモニー」 (Node 2) 結合モジュール2 米（製造は欧）2007年11月 「コロンバス」 欧州実験棟 欧 2008年2月 「きぼう」 (JEM) 日本実験棟の船内保管室 日 2008年3月 船内実験室とロボットアーム 日 2008年5月 船外実験プラットフォームと船外パレット - 日、2009年7月（船外パレットは輸送のみに使い回収） 「ポイスク」 (MRM-2) ミニ・リサーチ・モジュール2 露、2009年11月 「トランクウィリティ」 (Node 3) 結合モジュール3 米（製造は欧）2010年2月 「キューポラ」 欧 2010年2月 「ラスヴェット」 (MRM-1) ミニ・リサーチ・モジュール1 露 2010年5月 「恒久的多目的モジュール」 (PMM) : MPLM「レオナルド」を改造 - 欧 2011年2月 「アルファ磁気分光器」 (AMS-02) - 大型実験装置、米 2011年5月 「ナウカ」 (MLM) 多目的実験モジュール 露 2021年7月 プロトン-Mロケットにより打ち上げ 「欧州ロボットアーム」 (ERA) 欧 2021年7月 ナウカ (MLM) に装着され同時打ち上げ 定期的な補給ミッションで使用 多目的補給モジュール (MPLM) 米（製造はイタリア）（シャトルの退役に伴い退役） 「レオナルド」、「ラファエロ」の2基を使用
キャンセルされたモジュールや構成要素 ロシア研究モジュール 1基に削減 ドッキング保管モジュール (DSM×2) - 露、キャンセル 科学電力プラットフォーム - 露、キャンセル 汎用ドッキングモジュール - 露、キャンセル 多目的実験モジュールと統合 暫定制御モジュール - 米、キャンセル ズヴェズダの打ち上げ成功により不要となった 米国推進モジュール - 米、キャンセル 米国居住モジュール - 米、キャンセル セントリフュージ環境モジュール (CAM) - 米、キャンセル X-38乗員帰還機 (CRV) - 米、キャンセル 現在はソユーズ宇宙船で代替 将来はドラゴン2とCST-100に交代する方針
他の主要なシステム アメリカ 太陽電池パドル - S4, S6, P4, P6トラスに設置 アメリカ ドラゴン宇宙船 - 無人補給船 カナダ モービルベースシステム（カナダアーム2のベース部） ロシア ソユーズ宇宙船 - 乗員交代及び緊急避難用、6か月ごとに交換 ロシア プログレス補給船 - 無人補給船 ヨーロッパ (ESA) 欧州補給機 (ATV) - 無人補給船 日本 (JAXA) 宇宙ステーション補給機 (H-II Transfer Vehicle: HTV) - 無人補給船
基本構造 総体積は約935立方メートル、質量は約420トン。
ISS はモジュール式宇宙ステーションであり、自在にモジュールを追加または削除できその姿は時期によって変化する。
以下は主要なステーションのコンポーネントの図である。 Unity ノードは Destiny ラボに直接接続する。明確にするために、それらは別々に示されている。同様のケースは構造物の他の部分でも見られる。
凡例: 加圧コンポーネントː乗組員が宇宙服を着用せずにアクセスできる ドッキング/係留ポートː 訪問宇宙船が存在する場合は加圧される エアロックː加圧環境と非加圧環境の間で人や物を移動させるときに用いる 非加圧ステーション上部構造 非加圧コンポーネント 一時的に機能しなくなった、または稼働していないコンポーネント 削除された以前のコンポーネント 将来的な、まだ装備されていないコンポーネント
ISSの構成は、アメリカ側与圧モジュール、ロシア側与圧モジュール、トラスによる3つの部分に区分することができる。ISSの中央部には、進行方向に与圧モジュールが直列に連結しており、さらに枝状にもモジュールが取り付けられている。これと直交して、左右方向にトラス構造物が取り付けられている。与圧モジュールとトラスの交点は、それぞれデスティニーとS0トラスで、ここ以外に与圧モジュールとトラスの結合部はない。
与圧モジュール 滞在する宇宙飛行士の居住と作業の空間で、内部は地球の海抜0メートル上と同じ1,013hPaの空気で満たされるように制御されている。温度、湿度、成分が調節され、乗員は地上と変わらない軽装で活動することができる。生活に必要な生命維持システムや居住のための装置、ISSの目的である様々な実験装置のほか、ISSの運用に必要なシステム機器なども設置されており、多くの機器はモジュール内でメンテナンスや交換が可能である。
基本的な機能を有するモジュールは、列車のように1列に連結されている。先頭からハーモニー、デスティニー、ユニティ、ザーリャ、ズヴェズダ、ナウカの順である。これらのモジュールのうち、ズヴェズダ以外はアメリカの資金で製造され、アメリカが所有権を有しているが、ザーリャはロシアに開発、製造、運用を委託している。ズヴェズダはロシアのモジュールである。一般に、ユニティより前側を「アメリカ側」、ザーリャより後側を「ロシア側」と呼ぶ。
アメリカ側モジュールとロシア側モジュールは、設計が全く異なっている。ユニティとザーリャは直接結合することができないため、与圧結合アダプタ (PMA-1) を介して接続されている。電力や通信も、PMA-1を通じて接続されている。
アメリカ側モジュール thumb|代表的なアメリカ側モジュール、デスティニー。
ユニティより前方のモジュールは、フリーダム計画から流用されたもので、NASAの標準設計や安全基準を適用しているため、一般に「アメリカ側」と呼ばれる。日欧の実験モジュールも、アメリカ側に含まれる。これらのモジュールはいずれも直径4.4メートルの円筒形だが、これはスペースシャトルのペイロードベイの寸法に合わせたためである。内部は、国際標準実験ラック (ISPR) を4面に取り付ける設計で標準化されており、日米欧のモジュール間でラックを移設できる互換性を備えている。
モジュール同士の結合には共通結合機構 (CBM) を用いているため、モジュールを任意に移設することができる。また、HTVやドラゴン宇宙船もCBMを使用して結合する。CBMは大型で高機能の結合機構だが、自動ドッキングには対応しておらず、ロボットアームを使用して接触させたあと、電動の結合装置で結合する構造である。
なお、アメリカ側でもスペースシャトルのドッキングだけは、ロシアが開発したアンドロジナスドッキング機構を使用しているため、ユニティ（ノード3「トランクウィリテイー」設置後はトランクウィリテイーに移設された。2015年にはハーモニーに移設予定）とハーモニーにスペースシャトル用のPMAが設置されており、最終的にはハーモニーのPMA-2のみを使用していた。このPMA-2にはISSからスペースシャトルに電力を供給する配線が施されており、ISS係留中のスペースシャトルの電力を節約することができたスペースシャトルの電源には燃料電池を使用しているため、ISSから電力供給を受ければ燃料（液体酸素と液体水素）を節約できる。これにより係留期間を延長して、シャトル搭乗員による作業を増やすことができるようになった。。
アメリカ側モジュールは発電機構や推進装置をそれぞれに設置されておらず、ロシア側のモジュールのようには単体では機能できない。スペースシャトルで輸送されてISSのシステムに組み入れられて初めて、稼働することができる。
ロシア側モジュール thumb|ロシア側を主体とした、組立初期のISS。
ザーリャより後方のモジュールは、ミール2計画から流用されたもので、ロシアの標準設計や安全基準を適用しているため、一般に「ロシア側」と呼ばれる。アメリカが所有するザーリャ、ロシアが独自資金で設置するズヴェズダが該当する。ロシアセグメントの開発にはESAも協力しており、ズヴェズダのコンピュータや、欧州ロボットアーム (ERA) を開発している。日本はロシア側モジュールも実験に利用しているが、基本的にはアメリカ側に含まれるきぼうを使用する。
ロシア側の特徴は、主要なモジュールが単独で宇宙船としての機能を備えていることである。それぞれのモジュールにエンジンや自動操縦装置、通信システム、太陽電池パネルを備えており、単独で飛行して、自力でドッキングすることができる。これは、ロシアの宇宙ステーションの伝統的な手法である。このため、相当の規模まで組み立てなければ「自立」できないアメリカ側に先立って、まずロシア側を打ち上げて単独の宇宙ステーション（事実上はミール2そのもの）を稼働させ、そこにアメリカ側を増設する手法をとることで、ISS初期の費用削減に貢献した。
ザーリャとズヴェズダは段階的にアメリカ側モジュールに機能を譲り、ザーリャは後年には通路兼、荷物置き場になった。対してズヴェズダは、ISSの軌道高度や姿勢を維持する役割を担っているほか、米国と分担して環境制御の役割も担っている。また宇宙旅行者もズヴェズダに滞在する。
ロシア側モジュールのドッキングには、アンドロジナスと呼ばれるドッキング装置を使用する。アンドロジナスはCBMより小型だが、鉄道車両のように「衝突」させるだけでドッキング可能であり、自動ドッキングするロシア側モジュールには欠かせない装置である。また、緊急時の退避に使用されるソユーズ宇宙船や、ロシアのプログレス補給船、ESAのATVも、アンドロジナスを使用してロシア側にドッキングする。
ロシア側にも、単独の太陽電池パネル（科学電力プラットフォーム）を増設する計画があったが、費用削減のため中止になった。不足する電力は、アメリカ側の太陽電池から供給されている。
2021年7月、ピアースを分離し、ナウカがドッキングした。これまでピアースはドッキングモジュール、あるいは船外活動のためのエアロックとしての用途であったが、ナウカへの入れ替えによってもともとのドッキングモジュールとしての機能に加えて実験棟、作業場、生命維持装置、推進器としての機能を持った。また、ピアースと異なりナウカは与圧モジュールとして扱われる。
ズヴェズダは2019年ごろから老朽化による空気漏れなど不具合が指摘されている。
トラス thumb|トラスと船外活動中の宇宙飛行士。
フリーダム計画では船外作業の基盤として大規模なものが計画されていたが、縮小を重ねた結果、ISSのインフラ機能を担う船外機器の設置場所として使用されている。主要な機能は、太陽電池パドルをはじめとする電源機器、ラジエーターなど廃熱システム、姿勢制御のためのコントロールモーメントジャイロ、アンテナなどの通信機器の設置場所である。フリーダム計画では軌道維持のためのエンジンも設置する予定だったが、この機能はロシア側に移されたため、エンジンを備える予定だったトラスは欠番になった。
トラスはISSのなかでも大きな寸法を占めるため、初期には折り畳んだ状態で打ち上げて、軌道上で展開することが検討されていた。しかし、展開したトラスに各種機器を取り付ける手間を考えれば、地上で機器や配管、配線を完成させた状態のトラスを打ち上げた方が効率がよいことがわかり、そのような設計に落ち着いた。
長大なトラス上での作業におけるカナダアーム2の移動、船外作業員や物資の運搬にはモバイルベースシステム (MBS) と呼ばれる運搬ベースが使用され、トラスに沿ってガイドレールが設置されている。
トラス上には、船外機器の予備品や、故障して取り外された機器の保管スペースもあり、これを船外実験に利用することもできる。しかし、排熱用の冷媒を供給することはできないため、小型の実験にしか使われない（例外的にAMS-02は大型であるが、独自の熱制御系を有している）。本格的な船外実験装置や宇宙観測装置を設置できるのは、日本のきぼう船外実験プラットフォームだけである。また、ヨーロッパのコロンバスにも、小型の実験装置を設置する機能が設置されているが、きぼうよりは簡易である。
トラスの名称「」のSや「」のPは、それぞれ船舶用語の「右舷」()、「左舷」() からきている。また、「Z1トラス」のZは「天頂」() からきている。
ドッキングポート 国際宇宙ステーションには8箇所のドッキングポートが備わっている。
2011年1月28日、日本のHTV-2号機「こうのとり」が国際宇宙ステーションにドッキングした。その後、2月24日に欧州補給機 (ATV) 2号機「ヨハネス・ケプラー」が、さらに2月26日にスペースシャトル「ディスカバリー」(STS-133) が国際宇宙ステーションにドッキングした。先にドッキング中のプログレス、ソユーズを加え、この時点で上記の5機種6機が一堂に会し、ISS計画に参加している各国の全宇宙船が、初めて同時に国際宇宙ステーションにドッキングした状態となった。スペースシャトルが退役することが決まっていることから、現役の宇宙機の勢ぞろいは、このSTS-133が最初で最後の機会となり、宇宙開発の国際協力を象徴するイベントとなった。また、このSTS-133ミッションでは、恒久的多目的モジュール (PMM) が、最後のアメリカ側モジュールとして取り付けられ、国際宇宙ステーションの与圧区画が、ほぼ完成状態となった。
2025年12月1日には、全てのポートに宇宙船がドッキングした状態になった。これは国際宇宙ステーション運用史上、初めてのことだった"ISS史上初、全8か所のドッキングポートが使用中の状態に"（JAXA 宇宙航空研究開発機構）2025年12月8日付記事。2026年10月17日閲覧。。
主要なシステム thumb|2001年、夜間グライダーモードで飛行するISS
電力供給 ISSの電力源は、太陽光を電気に変換する太陽電池である。組立フライト4A（2000年11月30日のSTS-97）以前は、ザーリャとズヴェズダに装備されたロシアの太陽電池が唯一の電源だった。ISSのロシアの部分は、スペースシャトルと同じ28ボルトの直流電力を使用する。ISSの他の部分には、トラスに設置された太陽電池から、130 - 180ボルトの直流電力が供給される。電力は直流160ボルトに安定化されて分配され、さらにユーザーが必要とする124ボルトの直流に変換される。電力はコンバータによってISSの米露のセグメントに分配される。ロシアの科学電力プラットフォームがキャンセルされ、ロシア区画もアメリカが設置した太陽電池の電力供給に依存することになったため、この電力分配機構は重要である。
ISSのアメリカ区画では、高圧（130-160ボルト）配電を行うことで電流を小さくし、電線をより細くすることができて、軽量化できた。
太陽電池パドルは、太陽エネルギーを最大にするために、常に太陽を追尾する。パドルは、面積375平方メートル、長さ58メートル。完全に完成した構成では、太陽電池パドルはS3とP3トラスに装備されたアルファジンバル (SARJ) を軌道1周回にあわせて1回転させることによって太陽を追跡する。ベータジンバル (BGA) は軌道面と太陽の角度に合わせて角度を調整するもので、このアルファ軸とベータ軸の2軸の動きを組み合わせることで発生電力を最適化している（発生電力が多すぎる場合も角度を調節することで対処）。米国セグメントの太陽電池による最大発電電力は約120kW。
しかし、主要なトラス構造が打ち上げられるまで、パドルは最終的な設置場所とは垂直な位置であったP6トラスのみに設置されていた。この構成では、右上の写真で示すように、太陽追尾にはベータジンバルしか使えなかった。夜間グライダーモードと呼ばれる方法は、夜間は使い道のない太陽電池パドルを進行方向に水平に向けて調整することで、空気抵抗を減らすことができ、高度の低下を抑える事が出来た。
太陽電池が発電した電力は一旦トラス内の充電池に蓄えられてから給電される。当初はニッケル・水素充電池48基が使用されていたが老朽化が目立ってきたため、2016年より随時GSユアサ製のリチウムイオン二次電池24基に交換される国際宇宙ステーション用リチウムイオン電池を受注 - GSユアサ・2012年11月30日。交換用の充電池は全て日本の宇宙ステーション補給機 (HTV) にて1回に6基ずつ輸送、2020年7月に交換を完了した国際宇宙ステーションに日本製バッテリー採用へ - NHK「かぶん」ブログ・2016年6月2日。
生命維持 thumb|環境制御・生命維持システム (ECLSS)