Federation-rymdskepp kommer med överflöd av kraftfulla sensorer och interna kretsar för långsiktiga utredande uppdrag .... för att inte tala om defensiva och offensiva system, livsstöd etc.
Det är förmodligen den främsta anledningen till att de är "stora" i första hand ... eller åtminstone varför de flesta av deras fartyg är lika stora (utforskning och behovet av att hysa kraftfulla teknologier som effektivt skulle göra ett rymdskepp självbärande för en viss period) ...
Det är dock också korrekt att när tekniken går vidare, kommer du att kunna skapa ny och mycket kraftfullare teknik med mycket mindre resurser och fysiska utrymme krav.
Jag skulle kunna föreställa mig att vi i det 23: e århundradet (åtminstone under TOS) kunde se interna korridorer med några kanaler, och skulle packa en större besättningskompliment.
I det 24: e århundradet tog tekniken framåt (uppenbarligen) mindre utrymme och du kunde skapa mycket mer rymliga kvartaler som ett resultat ... förbättra levnadsstandarden för människor på långsiktiga uppdrag.
Mission parametrar kan diktera besättningens storlek för ett visst fartyg.
Eller en enkel fråga om besättningstillägg ... så att rymdskepp är uppbyggda i en viss storlek, men besättningskomplimanger varierar beroende på uppdraget de har ... plus jag tvivlar på att det finns något speciellt behov att fylla rymdskepp till max kapacitet ... speciellt om det behövs humanitärt bistånd tillsammans med eventuell evakuering (som också kan hanteras om du behåller vissa personer i transportörens stasis utöver att ha några av dem fysiskt på skeppet).
En galaxklass kan enkelt transportera 10 000 personer vid varje tillfälle ... men mestadels har det ett bemanning på drygt 1000.
Intrepid-klassen kan till exempel bekvämt passa ett bemanning på 300, men bara hälften så mycket tilldelades först för ett enkelt uppdrag till Badlands, eftersom uppdragsparametrarna troligen inte krävde mer (kan också förklara varför Voyager lanserade med endast 36 foton torpeder).
Så, det är en kombination av faktorer.
Fartyg är stora på grund av att vara förberedande och anpassade för flera saker samtidigt. Federationfartyg är också byggda för att vara relativt modulära ... så att de enkelt kan uppgraderas över tiden.
Besättningskomplimenter beror främst på typer av uppdrag.
Vi såg Defiant var ett "krigsskepp" och ganska litet.
Om du automatiserar käften ut av det, skulle det troligtvis kunna köras med endast 1 eller 2 personer ... med dator som tar hand om underhåll, reparationer, uppgraderingar, etc. (med hjälp av transportörer och replikatorer eller gravyr droner som skulle ha mini-replikatorer, transportörer och till och med traktorbalkar för att flytta saker runt).
Självklart använder SF inte extrema nivåer av automatisering i sina fartyg (även om det är mer än möjligt att göra detta). Jag misstänker att en av anledningarna är att hålla alla väl kända i skeppsfunktionerna ... men det är helt uppriktigt att detta kan uppnås i en annan kapacitet utan att ha en styv struktur som tvingar människor att göra monotont arbete hela tiden bara för skull av det (de nödvändiga färdigheterna kan behållas via gamifiering till exempel medan de gör något annat ... något mer produktivt).