Tàu vũ trụ và máy bay vũ trụ đều là những thiết bị vũ trụ chở người, tức là chúng đều bảo đảm điều kiện làm việc và sinh sống của các nhà du hành trong vũ trụ và cuối cùng trở về Trái Đất an toàn. Nhưng giữa hai loại có sự khác biệt nhau.

Trước hết nói về tàu vũ trụ. Tàu vũ trụ thực chất là vệ tinh chở người. Đã là vệ tinh thì nó có nhiều hệ thống giống với vệ tinh, ngoài kết cấu, nguồn năng lượng, thiết bị khống chế tư thế và khoang bảo đảm nhiệt độ ra, còn có thiết bị vô tuyến điều khiển từ xa, quan trắc từ xa và theo dõi quỹ đạo bay. Nhưng nó chở người, do đó có những hệ thống thiết bị khác với vệ tinh, bao gồm thiết bị: cấp cứu, hồi quyển và bảo hiểm tính mạng cũng như các thiết bị trao đổi bằng rađa, máy tính điện tử và động cơ thay đổi quỹ đạo.

Tàu vũ trụ thông thường do ba bộ phận lớn cấu tạo thành. Một là khoang hồi quyển, ngoài cung cấp cho nhà du hành vũ trụ ra, thì nó cũng là trung tâm khống chế của con tàu vũ trụ. Hai là khoang quỹ đạo, các thiết bị ở đó gồm có các máy móc làm thí nghiệm, là nơi làm việc của các nhà du hành. Thứ ba là khoang phục vụ, thiết bị gồm có hệ thống đẩy, nguồn điện và nguồn khí dùng để phục vụ cho con tàu. Vì tàu vũ trụ bắt nguồn từ vệ tinh cho nên thể tích và trọng lượng của nó không thể lớn, số nhiên liệu và các vật dụng đời sống mà con tàu mang theo đều rất hạn chế, do đó mỗi lần chỉ có thể mang theo 2-3 nhà du hành, thời gian làm việc trên không cũng chỉ mấy ngày ngắn ngủi.

Từ thập kỷ 60 đến thập kỷ 80 của thế kỷ XX Liên Xô và Mỹ đều nghiên cứu mấy loại tàu vũ trụ để mang các nhà du hành vào vũ trụ, thậm chí lên Mặt Trăng. Hiện nay tàu vũ trụ “Liên minh” của Nga vẫn đang được sử dụng.

Nói đến máy bay vũ trụ, ngoại hình của nó giống như máy bay phổ thông hạng nặng, gồm phần đầu, thân, đuôi và các cánh hình tam giác, đuôi thẳng đứng cấu tạo nên. Phần đầu là khoang lái của máy bay vũ trụ. Phi công lái máy bay trong khoang này. Phần thân là khoang chở hàng giống như một toa xe lửa có thể chứa 20 – 30 tấn hàng, tay máy có thể với xa 15 m, có thể đưa vệ tinh nặng mười mấy tấn vào trong vũ trụ, hoặc kéo những vệ tinh bị trục trặc từ trong vũ trụ vào khoang để sửa chữa. Đuôi máy bay là động cơ chính của máy bay. Ở hai bên đuôi có hai thùng nhiên liệu rắn đối xứng để trợ đẩy, phía dưới còn có một kho chứa nhiên liệu lỏng hình nêm rất lớn. Máy bay vũ trụ được phóng lên thẳng đứng, sau khi đến một độ cao nhất định sẽ sử dụng máy đẩy phụ trợ và cắt bỏ thùng nhiên liệu phụ, dựa vào động cơ chính để bay lên quỹ đạo. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ nó trở về tầng khí quyển, hạ cánh xuống sân bay giống như máy bay thường, máy trợ đẩy sẽ rơi xuống biển và có thể thu hồi sử dụng vài chục lần. Còn máy bay vũ trụ sau khi trở về qua kiểm tra và sửa chữa có thể dùng trên 100 lần.

Từ năm 1981 đến nay, Mỹ có 5 máy bay vũ trụ (tàu con thoi) đã bay vào không trung, hoàn thành 95 chuyến bay. Mỗi lần bay có thể chở 8 nhà du hành và thời gian làm việc trên không từ 7- 30 ngày.

Qua giới thiệu tóm tắt về tàu vũ trụ mà máy bay vũ trụ, ta có thể biết được tàu vũ trụ là loại sử dụng một lần, phi hành đoàn ít và thời gian bay ngắn, còn máy bay vũ trụ được sử dụng nhiều lần, phi hành đoàn đông, hơn nữa thời gian làm việc trong không trung lâu hơn, do đó có thể làm nhiều việc hơn trong vũ trụ.