Romfartøyet bestod av to hoveddeler: den kuleformede tilbakevendingsseksjonen og den kjegleformede utstyrsseksjonen (eller serviceseksjonen) som under ferden oppover til dels var innenfor bærerakettens øverste trinn, fram til omløp var oppnådd. Størrelsen på tilbakevendingsseksjonen var cirka 2460 kg med en diameter på 2,30 meter samt et varmeskjold på 837 kilo for å utholde varmeutviklingen ved høy hastighet inn i atmosfæren. Den hadde to runde luker, en for innstigning og en for katapultsetet som kosmonauten skulle sitte på under romferden, samt et rundt vindu man kunne se ut gjennom etter dekselet som beskyttet romfartøyet under oppskytningen var fjernet. Kabinen hadde en spartansk innredning ettersom Vostok hadde et automatisk styringssystem som gjorde kosmonauten mer til en passasjer eller observatør enn en pilot. I en nødsituasjon kunne han eller hun ta over, men måtte ha en kode som tillot manuell styring.