完成总装的神舟飞船，可見飞船的三舱构型與太陽能板，由上往下依次为轨道舱、返回舱和推进舱。
神舟系列飞船采用三舱构型，由推进舱、返回舱、轨道舱和附加段组成。
全船资料
总质量：7,840千克。
长度：9.25米。
直径：2.80米。
翼展：17.00米。
神舟飞船早期型号（一至六号）结构，前方轨道舱带太阳翼。
神舟飞船后期型号（八号及之后）结构，前方轨道舱不带太阳翼，最前端附有对接机构。
推进舱
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推进舱位於飞船的后部，外形为圆筒状，为非加压舱段，装有4台发动机，和姿态控制发动机，相比联盟号则只用1台KTDU-80主发动机系统（并结合姿态功能而非分离式设计，燃料也改为UDMH），两侧装有总面积超过40平方米的主太阳能电池阵列。推进舱包含维生系统和其他功能仪器，主要用於飞船的姿态控制、变轨和制动，以及向飞船提供电力。
推进舱资料
设计寿命：20天。（早期版本）
长度：2.94米。
基本直径：2.50米。
最大直径：2.80米。
翼展：17.00米。
质量：3,000千克。
粗略姿控系统(RCS Coarse)（喷口×推力）：8×150牛顿。
精确姿控系统(RCS Fine)（喷口×推力）：16×5牛顿。
姿控系统燃料：甲基肼/四氧化二氮(N2O4/MMH)与引擎同一系统。
主引擎：4×2500牛顿。
主引擎推力：10.000千牛頓。
主引擎燃料：甲基肼/四氧化二氮(N2O4/MMH)。
主引擎比冲：290秒。
电力系统：太阳能板：24.48+12.24平方米，共36.72平方米。
电力消耗：平均1.0千瓦。
电力消耗：2.40千瓦/时。
返回舱
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展示于香港的神舟七号返回舱
返回舱位於飞船的中段，外形呈钟形，作为一种升力体，在重返大气层时可以获得一定的气动升力，实现减速以及改變軌跡的功能。返回舱直径2.5m，空间约6m3，设计可容纳3名航天员，是继龙飞船2号之后世界上正在运用的可利用空间第二大的载人飞船（联盟号系列飞船加压舱最大为4m3[30]，龙飞船2号包含貨物部分的可用空间为9.3m3）。
返回舱顶部设有一个舱门，是航天员进出返回舱的唯一通道，在着陆后可由外侧打开；顶部有降落伞伞包，其中存有引导伞、减速伞、主降落伞和备份伞各一顶，负责大气层内减速，着陆后由航天员判断是否切除；返回舱外表面有烧蚀式防热层，两侧各设有一个窗户[31]；下方装有伽马高度控制装置和4台反推发动机，在即将着陆阶段，伽马高度控制装置通过发射伽马射线测定飞船高度和速度，确定开启4台反推发动机工作的时机[32]；最底部为防热板，用于抵御再入大气层时的高温。
返回舱内有3个盆状座椅，航天员在火箭升空时和再入大气层时穿着舱内航天服躺在座椅中，座椅上面有一块为每个航天员量体定做、专人专用的缓冲减振垫，用途是减少飞行中的振动和冲击过载[33]；神舟飞船发射时，舱内可携带300千克物资（含轨道舱存储空间），返回地面时，返回舱可携带50千克物资，由于目前中国使用的天舟货运飞船不具备运输在轨物资返回地面的能力，神舟飞船返回舱是唯一能够携带在轨物资返回地面的航天器[34]。
在返回舱设计过程中，中國曾取得联盟号的返回舱（俄國则將此部分稱作下降載具）作主要参考。[35]
返回舱资料
乘员量：3人。
设计寿命：單次，20天至180天
长度：2.50米。
基本直径：2.52米。
最大直径：2.52米。
适居容积：6.00立方米。
质量：3,240千克。
隔热罩质量：450千克。
粗略姿控系统(RCS Coarse)（喷口×推力）：8×150牛顿。
姿控系统燃料：联氨(Hydrazine)。
轨道舱
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神舟飞船早期型号（一至六号）的轨道舱外观
轨道舱位于飞船的前段，外形呈两端带有锥角的圆柱形。轨道舱底部设有舱口，直接与返回舱门连接（没有单独的轨道舱门）。轨道舱侧壁设有一个水平舱门。在发射前，航天员先通过水平舱门进入飞船，再穿过舱口和返回舱门下降到返回舱里。轨道舱有一个对地观测舷窗[31]。
轨道舱的功能和用途为：航天员在轨道飞行期间的生活舱；有效载荷试验时的试验舱；交会对接试验时的目标飞行器；航天员出舱活动时的气闸舱；以及作为天地往返运输器时的货舱。[24]
神舟一号至神舟六号飞船轨道舱两侧装有一对可绕单轴旋转的太阳电池阵，顶部连接附加段。神舟飞船主任务结束，返回舱与轨道舱分离后，轨道舱仍然可继续在轨工作，视需求可進行半年以上飛行以继续进行对地观测和空间试验[24]。但此时由于没有舱门，轨道舱内暴露在真空中。
神舟飞船发射时，轨道舱和返回舱内共可携带300千克物资。[34]
神舟七号出舱活动中，轨道舱作为气闸舱使用，存放舱外航天服，航天员通过水平舱门出舱。轨道舱顶部装有气瓶。
自神舟八号开始，由于需要对接，轨道舱顶部增设一个舱门和相应对接机构。
轨道舱资料
设计寿命：200天。
长度：2.80米。
基本直径：2.25米。
最大直径：2.25米。
翼展：10.40米。
适居容积：8.00立方米。
质量：1,500千克。
粗略姿控系统(RCS Coarse)（喷口×推力）：16×5牛顿。
姿控系统燃料：联氨(Hydrazine)。
电力系统：太阳能板：12.24平方米。
电力消耗：平均0.5千瓦。
电力消耗：1.20千瓦/时。
附加段
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附加段也叫过渡段，存在于早期的神舟飞船上，位于轨道舱最前端，主要用来完成与其他空间飞行器交会对接前的技术测试与验证工作，后期作为交会对接机构的安装位使用，此外也能够安装其他仪器进行空间探测。从神舟六号开始，附加段被取消；神舟七号在轨道舱最前端安装气闸舱气瓶和神舟七号伴飞卫星；从神舟八号开始，被正式的空间对接机构所取代。[31]
聯盟號的对接机构是蘇聯式SSVP系統，神舟則是採用科羅廖夫能源火箭航天集團的對接構造，该公司的APAS（Androgynous Peripheral Attach System）已經在國際空间站上广泛使用，自行改造为符合國際對接系統標準的接口[36][37]。
对比
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神舟载人飞船研製時參考的對象為联盟号TM型（俄太空局最新路線則為MS型），在神舟五号飞行之时，其再入方式、着陆精度和再入过载峰值等指标已大致与联盟TM飞船相当，且具备更大的尺寸，为航天员的工作和生活创造了更为舒适的环境。[38]。
联盟号
神舟号
长度
7.48 m
8.65 m
直径
2.72 m
2.8 m
翼展
10.06 m
17.0 m
总质量
7250 kg
7800 kg