由于用途不同,二者在结构、工作方式、外形等方面也存在很大的不同。航天飞机最需要的是脱离地球引力,因此它有自己的动力系统和巨大的外挂燃料箱,为了减少空气阻力并在降落时充分利用空气动力,航天飞机具备非常漂亮的气动外形。宇宙飞船虽然也有动力系统,但现阶段的动力源主要是太阳能电池,因此它不需要外接动力源。由于宇宙飞船是在外太空飞行,在外形上没什么特殊要求,因此看起来比较丑。另外,航天飞机最初是美国军方提出的运载火箭的替代产品,在设计要求方面除了载人、运送卫星外,能往返、可重复使用也是其最重要的性能指标。而宇宙飞船通常是为了特定目的而进行特定设计的,比如神舟5号、神舟6号除了内部结构外,外形在很大程度上是为了航天员的安全返回而设计的。 虽然世界上有很多国家都陆续进行过航天飞机的开发,但只有美国和苏联实际成功发射并回收过这种交通工具。不过由于苏联的瓦解,相关的设备由哈萨克斯坦接收以后,由于没有足够的经费维持运作,从而使得整个太空计划暂时搁置,因此目前全世界只有美国的航天飞机机队可以实际使用并执行任务。