1974年にジェラルド・オニールにより提案されたデザイン。"島3号" ("Island Three") とも呼ばれる。オニールのスペースコロニーと言った場合、一般的にこのモデルを指す。シリンダーは直径6km、長さ30kmで1000万人の人口を想定している。0.55rpmで回転（1分50秒で1回転）し、地球と同等の重力を発生させる。円筒内部は軸方向に6つの区画に分かれており、交互に陸と窓の区画となっている。窓の外側には太陽光を反射する可動式の鏡が設置され、昼夜や季節の変化を作り出す。窓の蓋の様に見える為か、稀に誤解する者がいるが、この反射鏡は凹面鏡ではなく平面である。
ベルナール球
1929年にJ・D・ベルナール（John Desmond Bernal）が提案したデザイン。原案では、直径16kmの球殻に2万?3万人の人口を想定していた。後にスタンフォード大学にて再設計され、直径500m、1万人の人口で、1.9rpmで回転して赤道部分に地球と同等の重力を持つ構造のものが提唱されるようになった。この設計案では、太陽光は外部に設置された鏡にて反射され、極付近の大きな窓から取り込まれる。"島1号" ("Island One") とも呼ばれる。
スタンフォード・トーラス
1975年にスタンフォード大学にて設計されたトーラス型（ドーナツ型）のデザイン。直径1.6km、1万人の人口を想定しており、1rpmで回転してリング内部の外側に、地球と同等の重力を発生させる。太陽光は鏡で取り込まれる。リングはスポークで結ばれ、スポークは人や物資の移動にも使用される。また、スポークで繋がれたハブは無重力であるため、宇宙船のドッキングなどに使用される。"島2号" ("Island Two") とも呼ばれる。
小惑星型
構造物を一から建造するのではなく、小惑星や小型衛星などの天然天体の内部をくり貫き、内側を居住区域とするもの。
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建造資材を自己調達できるメリットがある。
スペースコロニーで健康な人間集団を維持するためには、以下のような多くの課題を解決しなければならない。
基本的に、殆どのコロニーのデザインは巨大で、薄い壁に覆われた圧力容器とみなすことができる。コロニー内部に地球と同じ大気を実現するには大量の酸素と窒素を必要とする。そのうち，酸素は月の石から入手可能である。窒素は地球から入手できるが、地球からの輸送には多大な費用がかかる。そのため完璧に近い空気のリサイクルを行う必要がある。空気は様々な方法でリサイクルすることが可能であり、わかりやすい手段としては、光合成のための庭園（できれば水耕栽培か森林庭園）を使用する方法である。しかしながら、これらは工業汚染（たとえば揮発油や過剰の分子性ガス）は取り除けない。原子力潜水艦で使われている標準的な方法として、触媒としてバーナーを使うものがあり、これは殆どの有機物を取り除くのに効果的である。それ以上の保護のために、小さな低温の蒸留装置で徐々に不純物（水銀蒸気やバーナーでは除去できない希ガス）を取り除く必要があるかもしれない。