神舟飞船由轨道舱、返回舱、推进舱三个主要的舱体结构组成，另外还有一个附加段。

轨道舱是飞船在地球轨道运行时航天员生活和进行各项科学实验的地方。返回舱是航天员在发射和返回地球阶段所待的地方。而推进舱则是用来为飞船提供动力，控制其位置，改变其轨道和使飞般返回地球。

轨道舱位于飞船的前部，呈圆柱形密闭结构，两边装有太阳能电池，其外部装有配有各种天线的太阳能传感器。轨道舱设有飞船对接操作时需要的对接口。没有对接计划时，对接口由附加材料密封。

整个飞船的独特之处就在于轨道舱具有多种用途：飞行过程中，它是航天员的起居室；还是航天员的实验室；如果需要对接其他飞船，它还是对接的目标舱体。在航天员进行太空行走时，它是一个空气制动器；飞船返航时，它又是一个支撑体。

神舟飞船在结构上与最早的苏联和美国的载人飞船有很大区别。将人类历史上第一位字航员，苏联宇航员Yuri Gagarin送上太空的东方号飞船，以及载着美国第一名宇航员Alan Shepard的自由水星7号飞船都只有两个舱体，而神舟飞船却有三个。

在第一次飞行中，东方号只是绕着地球转了一圈，水星号更是只进行了一次近地飞行。相比之下，神舟飞船载着中国航天员在近地轨道上飞行了近一天的时间。神舟飞船主要依靠太阳能电池供电，这比水星号和东方号上的电力系统更为先进。