能保障太空人在外太空生活和工作以執行航太任務並返回地面的航天器，又稱太空船。它是運行時間有限，僅能一次使用的返回型載人航天器。載人飛船一般包括衛星式載人飛船和登月載人飛船。載人飛船可以獨立進行航太活動，也可作為往返於地面和航太站之間的“渡船”，還能與航太站或其他航天器對接後進行聯合飛行。載人飛船容積較小，受到所載消耗性物資數量的限制，不具備再補給的能力，而且不能重複使用。1961年蘇聯發射瞭第一艘“東方”號飛船，後來又發射瞭“上升”號飛船和“聯盟”號飛飛船。與此同期，美國也相繼研制成功“水星”號飛船、“雙子星座”號飛船和“阿波羅”號飛船等載人飛船。後者是登月載人飛船，把人送上瞭月球。
用途 載人飛船具有多種用途，主要是：①進行近地軌道飛行，試驗各種載人航天技術，如軌道交會和對接和航天員在軌道上出艙，進入太空活動等；②考察軌道上失重和空間輻射等因素對人體的影響，發展航天醫學；③進行載人登月飛行；④為航天站接送人員和運送物資；⑤進行軍事偵察和地球資源勘測；⑥進行臨時性的天文觀測。
組成 載人飛船一般由乘員返回座艙、軌道艙、服務艙、對接艙和應急救生裝置等部分組成，登月飛船還具有登月艙。返回座艙是載人飛船的核心艙段，它是飛船上升和返回過程中航天員乘坐的艙段，也是整個飛船的控制中心，返回座艙不僅和其他艙段一樣要承受起飛、上升和軌道運行階段的各種應力和環境條件，而且還要經受再入大氣層和返回地面階段的減速過載和氣動加熱。軌道艙是航天員在軌道上的工作場所，裡面裝有各種實驗儀器和設備。服務艙通常安裝推進系統、電源和氣源等設備，對飛船起服務保障作用。對接艙是用來與航天站或其他航天器對接的艙段。對接艙除對接鎖緊機構外，還有氣閘艙，航天員可由此出艙進入空間。應急救生裝置保障在應急情況下，使航天員安全返回地面，或轉移到其他航天器上。它也是載人飛船的重要組成部分。
為瞭保證人員能夠進入太空和安全返回地面，載人飛船有以下主要分系統：①結構系統；②姿態控制系統；③軌道控制系統；④無線電測控系統；⑤電源系統；⑥返回著陸系統；⑦生命保障系統；⑧儀表照明系統；⑨應急救生系統。
特殊問題 與無人航天器相比，載人飛船因有人直接參與航天活動而在技術上有一些特殊的問題。①環境控制：乘員生活和工作的艙段在結構上要求嚴格密封，艙內需要采取環境控制措施。環境控制的主要作用是調節艙內和航天服內的溫度、濕度和壓力，吸收人體新陳代謝的產物（例如呼出的二氧化碳，代謝作用產生的熱量和水蒸氣等），控制艙內環境中含有的少量有害物質和臭氣，提供航天員所需的氧氣量、通風量、用水並處理廢物。②應急救生：載人飛船的救生裝置有彈射座椅、救生塔、分離座艙和載人機動裝置等。在航天器各個飛行階段采用各種不同的應急救生手段：上升段采用彈射座椅或救生塔；返回段采用彈射座椅或分離座艙；軌道上營救時，由另一載人飛船靠近出故障的飛船，並與之對接，把乘員營救出來，或航天員乘坐載人機動裝置飛到另一載人飛船上去。③人工控制：由人參與操縱和控制飛船，可提高系統的可靠性，處理預料不到的應急情況，為此載人飛船都設有手動控制裝置。因自動系統失靈而靠手動方式返回地面已有實例。此外，為便於航天員工作，載人飛船上還設有儀表照明、目視觀測和話音通信等設備。④安全返回：為確保乘員安全返回，除靠熱防護層和座艙溫度控制外，載人飛船或返回艙在返回過程中的制動過載，必須限制在人的耐受范圍內，同時還要求較高的落點精度，以便及時發現。⑤高可靠性：為瞭保證高可靠性，載人飛船的各系統和設備均要進行可靠性設計，關鍵部件采用備份系統（雙備份或三備份），飛船須在嚴格的環境條件下進行地面測試和模擬飛行試驗，以排除隱患。飛船的設計還要保證航天員在必要時能夠維修和置換有故障的設備。