Перенос металлургических процессов в космическое пространство открывает очень большие перспективы по получению сплавов, требующих отсутствия каких либо примесей и  гравитации  при их выплавке. Для этих целей предполагается использовать Международную Космическую станцию (МКС), в качестве орбитальной лаборатории, и наиболее многообещающей площадки для научных исследований.

Такие процессы как застывание расплавленных металлов в условиях невесомости на орбите может быть изучено в мельчайших деталях. В настоящее время космонавты провели уже достаточно большое количество экспериментов по плавке металлов и сплавов, включая полупроводниковые.

Только в условиях космоса можно получать уникальные кристаллы, которые могут обеспечивать нанесение высокопрочного покрытия, испаряя и конденсируя металл. В орбитальных экспериментальных установках можно получать сплавы, которые на Земле, в условиях гравитации, получить было бы не возможно, эти металлы бы просто не смешались между собой.

Второй гранью металлургических исследований в космосе является разработка сборки, сварки, пайки, а также ремонта металлических конструкций на орбите.

Целями космической металлургии стали следующие направления:

• снижение высоких показателей скорости конвективного сплавления;

• процесс металлической кристаллизации без использования тигеля;

• воздействие на расплавы сверхнизких температур;

• разработка и получение материалов, обладающих сверхпроводимостью;

• сплавы, имеющие область несмешиваемости;

• композитные материалы;

• разработка материалов, обладающих сверхжаропрочностью;

• получение материалов, обладающих повышенной прочностью

Уникальностью космических условий состоит в том, что они позволяют получить сплавы, которые могут быть приготовлены в разных физических фазах (газ, жидкая) и, следом за этим, может быть проведена кристаллизация, например, напрямую из газообразной фазы. Благодаря этому можно подготавливать разнообразные пропорции и соотношения компонентов. Кристаллизация напрямую из газовой фазы даёт возможность получить более тонкую структуру материала, и, таким образом, происходит фактически глубокая очистка. В условиях невесомости появилась возможность получения композитных материалов, попытка получения которых на Земле оканчивалась неудачей из-за расслоения компонентов. Также в космических лабораториях удалось получить  пенометаллы, структура которых содержит пузырьки в большом количестве, распределённые равномерно по материалу.

Появилась возможность получения редких кристаллов нитевидной структуры и обладающие большой длиной и сверхпрочностью.

Ещё одной перспективой этих исследований является возможность обрабатывать металлы космического происхождения, с Луны, астероидов и т.д.

Одной из отраслей металлургии космоса является производство металлических соединений используемых в постройке космических кораблей.

Современные исследования позволили получить наноструктурированные композитные порошки. Порошковая металлургия использует процессы металлического сплавления для производства термически стабильных и жароупорных сплавов.  Такие дисперсионно-упрочнённые сплавы используются в космонавтике при строительстве ракет. Условия космоса, вакуум, солнечный ветер, а при приземлении экстремально высокие температуры вынудили учёных исследовать различные металлы и сплавы в сходных условиях. Выяснилось, что многие металлы просто испаряются в подобных условиях. Наиболее устойчивые, это титан и вольфрам.