Scott Kelly era stato scelto per questa missione anche per il fatto di avere un gemello, Mark Kelly. Oltre ad essere geneticamente simili, Scott e Mark hanno condotto la propria vita, dal punto di vista professionale, in modo quasi identico, diventando piloti navali, piloti collaudatori, astronauti e infine viaggiatori nello spazio. I ricercatori della NASA hanno quindi avviato lo Twins Study (letteralmente lo Studio dei gemelli) per capire che cambiamenti produce il volo spaziale sul corpo umano, potendo prelevare campioni pre, durante e post-volo sia a Scott (nello spazio) che a Mark (sulla Terra). Lo Twins Study ha permesso ai ricercatori dell'Human Research Program della NASA di collaborare e confrontarsi nei seguenti 10 campi scientifici: