173千克，直径约1米、採用自旋姿态稳定方式，转速为120／分，外壳表面由按温度控制要求经过处理的铝合金为材料，球状的主体上共有四条二米多长的鞭状超短波天线，底部有连接运载火箭用的分离环。卫星飞行轨道为近地点439公里、远地点2384公里、轨道平面和地球赤道平面为倾角68.5度的近地椭圆轨道，运行地球一圈周期为114分钟。「东方红一号」卫星除了装有试验仪器外，还可以以20.009兆赫的频率发射《东方红》音乐（音乐盒由502所研制），该星採用银锌电池为电源。卫星运行期间，有外国无线电爱好者录下了「东方红一号」