Bất cứ thứ gì được chế tạo để hoạt động trong không gian đều là tàu vũ trụ. Điều đó bao gồm vệ tinh, tàu thăm dò, tàu có người lái, trạm vũ trụ và tàu đổ bộ. Một số tàu có thể ở trên quỹ đạo hàng chục năm. Một số khác chỉ hoạt động trong vài giờ trước khi bốc cháy hoặc hạ cánh.

Mỗi tàu vũ trụ đều phải cân bằng những sự đánh đổi giống nhau. Khối lượng giới hạn những gì có thể mang theo. Công suất quyết định những thiết bị nào có thể hoạt động. Hệ thống kiểm soát nhiệt độ giúp các bộ phận duy trì nhiệt độ hoạt động ổn định khi tàu di chuyển giữa vùng có ánh sáng mặt trời và vùng tối.

Các hệ thống con chung

• Cấu trúc và bảo vệ nhiệt
• Sản xuất và lưu trữ năng lượng
• Hướng dẫn, điều hướng và kiểm soát
• Giao tiếp và xử lý dữ liệu
• Động cơ đẩy cho các thao tác

Tính dự phòng là yếu tố xuyên suốt trong mọi thiết kế. Một tàu vũ trụ không thể được sửa chữa bởi kỹ thuật viên tại chỗ, vì vậy các hệ thống quan trọng được nhân đôi và thường là nhân ba. Các kỹ sư giả định rằng sẽ có một số bộ phận bị hỏng và thiết kế dựa trên dự đoán đó.