La Stazione è affetta da varie forze naturali che ne influenzano continuamente l'assetto e la farebbero capitombolare caoticamente:
– il gradiente gravitazionale, ossia il fatto che le varie parti della Stazione sono a distanze differenti dalla Terra e quindi sono soggette a forze gravitazionali differenti (la Stazione è nello spazio, ma è comunque nel campo gravitazionale terrestre; per questo si parla di assenza di peso ma è scorretto parlare di assenza di gravità a bordo). La differenza è minima (la Stazione è lunga 109 metri lungo l'asse principale), ma su una massa di circa 450 tonnellate variamente distribuite questa differenza produce una forza sufficiente a ruotare la Stazione verso un assetto in cui l'asse principale (il truss) è orientato verticalmente e a causare rallentamenti e ritardi durante gli attracchi di veicoli massicci come lo Shuttle (come è successo per esempio nel 2010).
– la resistenza aerodinamica: anche la Stazione se è nello spazio, a circa 400 km di distanza dalla superficie terrestre ci sono ancora delle tracce tenuissime di atmosfera terrestre che producono una lievissima resistenza e quindi tendono ad alterare l'assetto della Stazione.
– la pressione della radiazione solare: la luce e le altre radiazioni emesse dal Sole generano una spinta, piccola ma non trascurabile, sulle superfici della Stazione. I suoi enormi pannelli solari sono come delle vele, che oltretutto cambiano orientamento in continuazione per seguire il Sole.
– le interazioni geomagnetiche: la Stazione è un oggetto in gran parte metallico che si muove all'interno del campo magnetico terrestre, per cui è soggetta ai suoi influssi variabili, che tendono a variarne l'assetto, un po' come avviene per l'ago di una bussola.
Tutte queste forze, insomma, agiscono sulla Stazione per ruotarla in varie direzioni e quindi la Stazione non è affatto spontaneamente stabile, ma viene mantenuta artificialmente in una configurazione denominata LVLH (local vertical, local horizontal) in cui la Cupola è rivolta verso la Terra, gli scudi contro i micrometeoroidi sono rivolti in avanti lungo la direzione di volo, i radiatori sono orientati in direzione opposta al Sole, i pannelli solari sono rivolti verso il Sole e l'antenna in banda S è orientata verso l'alto per comunicare con i satelliti del sistema di comunicazione globale TDRSS).