La clé, c'est l'orbite géostationnaire, à environ 36 000 km d'altitude, où un objet fait le tour de la planète exactement une fois par jour et reste donc immobile au-dessus d'un point fixe de l'équateur. Tendez un câble depuis le sol, à travers ce point, jusqu'à un contrepoids placé au-delà, et la traction vers l'extérieur de l'extrémité lointaine maintient toute la structure sous tension — une seule ligne tendue de la surface jusqu'à l'espace.
Des grimpeurs montent et descendent le long du câble en transportant fret et passagers, alimentés par une énergie transmise depuis le sol ou par des capteurs solaires fixés à la structure. Comme ils n'ont jamais à s'arracher du sol sur une colonne de carburant en feu, le coût d'accès à l'orbite s'effondre — l'ascenseur fait la différence entre une civilisation qui visite l'espace et une civilisation qui l'habite.
Le plus dur, c'est le matériau : le câble doit supporter une tension énorme sans rompre sous son propre poids, ce qui dépasse l'ingénierie actuelle sur Terre mais reste à la portée d'une civilisation maîtrisant l'ensemble de sa planète. Le modèle ancre l'ascenseur au pôle de population le plus dense, tiré vers l'équateur où un véritable ascenseur doit se trouver.
Un ascenseur spatial est un câble ancré à l'équateur et s'étendant au-delà de l'orbite géostationnaire jusqu'à un contrepoids. Maintenu tendu par la rotation de la planète, il permet à des cabines grimpeuses de transporter du fret en orbite sans fusée.
Il exploite l'orbite géostationnaire, où un objet orbite au rythme de la rotation de la planète et reste au-dessus d'un même point. Un câble tendu à travers ce point jusqu'à un contrepoids reste sous tension, formant une ligne fixe de la surface à l'espace que des véhicules peuvent gravir.
Pas avec les matériaux actuels sur Terre — le câble exigerait un rapport résistance/poids supérieur à tout ce qu'on produit en masse aujourd'hui. Il est toutefois autorisé par la physique, et constitue un projet plausible pour une civilisation planétaire (Type I) ou sur des mondes à faible gravité comme la Lune ou Mars.