飞船能保障航天员在外层空间生活和工作以执行航天任务并返回地面的航天器，又称宇宙飞船。它是运行时间有限，仅能一次使用的返回型载人航天器。载人飞船一般包括卫星式载人飞船和登月载人飞船。载人飞船可以独立进行航天活动，也可作为往返于地面和航天站之间的"渡船"，还能与航天站或其他航天器对接后进行联合飞行。载人飞船容积较小，受到所载消耗性物资数量的限制，不具备再补给的能力，而且不能重复使用。1961年苏联发射了第一艘"东方"号飞船，后来又发射了"上升"号飞船和"联盟"号飞船。与此同期，美国也相继研制成功"水星"号飞船、"双子星座"号飞船和"阿波罗"号飞船等载人飞船。后者是登月载人飞船，把人送上了月球。
苏联"东方"1号飞船
4月12日莫斯科时间9时07分，苏联成功地发射了世界上第一艘载人飞船——"东方"1号，这也是苏联研制的第一代载人飞船。当时，苏联空军上尉尤里·加加林在登上宇宙飞船，关闭座舱盖时，发现舱内仪表没有显示密封信号，主任设计师和战斗班迅速排除这一故障。地面无线电台与加加林通话，火箭才点火升空，"东方"1号开始环球飞行，以1小时48分的时间绕地球1圈，并靠降落伞安全返回地面。
飞船由球形航天员密封座舱、仪器舱、反推火箭发动机和推进剂储箱组成。座舱外部有两根遥控天线，顶端有通信天线。在整个发射、飞行和返回过程中，地面飞行控制中心与飞船座舱内保持双向无线电通信。
飞船的总质量4728千克，在轨道飞行时末级火箭连在一起长7.35米。最大速度2.826万千米／小时，飞行距离4.086万千米，最长可飞行5天。该系列飞船单艘或者编队载人飞行既可以自动控制，也可以由航天员手控。
航天员在座舱内的弹射椅上穿着密闭式的航天服飞行。飞船返回时，座舱单独进入大气层，下降距地面7千米时，航天员与弹射座椅离开座舱，之后，航天员离开座椅，再靠降落伞着陆。
为保证载人飞行绝对安全可靠，曾进行了30多次生物飞行试验，并对航天员进行了地面模拟训练。有的飞行试验因种种原因而失败，损失惨重。
经过多次发射实验而最终由加加林乘坐的"东方"号载人飞船成功地进入轨道，而后又安全地返回地球，正式编为序号"东方"1号飞船，后来发展成"东方"号飞船系列。到1963年共发射6艘，在空间进行了多项科学、医学、生物学研究和技术试验，全部安全返回地面。
美国"双子星座"飞船
12月4日，美国"双子星座"7号飞船进入太空，绕地球飞行10天。12月15日，"双子星座"6号飞船进入太空，绕地球两圈时，与7号飞船开始交会试验，在同一轨道以同一速度飞行，有时相距仅10厘米左右，实现了世界上第一次有人飞船空间交会，进行空间轨道编队飞行。这使载人飞船的军事应用的价值大大增加，这也意味着，载人航天器可以联合完成军事任务。基于安全考虑，两艘飞船并没有进行接触和对接，由航天员各自驾驶飞船进入自己的太空轨道，并分别于16日、17日返回地面。
"双子星座"是美国用于在近地轨道飞行的双座航天飞船系列的名称，也是飞船本身的研制、飞行和考察计划的名称。美国从1961年11月开始实施可以载两名航天员的"双子星座"载人飞船计划。"双子星座"号飞船是美国研制的第二代载人飞船，它外形与"水星"号飞船十分相似。但是，由于要求它飞行的时间长，达到的试验目的较多，特别是试验登月需要的交会对接技术等，因此它比"水星"号飞船也复杂得多。
"双子星座"飞船在"水星"飞船的基础上改进而成：取消救生塔改用弹射座椅救生；增加设备舱、交会对接控制系统、对接装置、航天员舱外活动设备；改进轨道机动系统。"双子星座"飞船由双座的密封舱（回收装置）和装有各种设备及反推发动机的可分离非密封舱组成。由三个舱段组成：第一个是载人舱，采用弹射座椅作为主动段飞行和返回着陆的应急救生设备；第二个是发动机舱，内装4个固体燃料制动发动机及推进剂等；第三个是设备舱，内装燃料电池、氧气瓶、姿态控制系统等。生命保障系统可供14昼夜用。船载仪器能源是燃料电池；着陆方式为水上溅落；飞船用"大力神"2号运载火箭发射。
年11月进行飞行实验，1965年3月23日发射的"双子星座"3号飞船是美国首次进行载人飞行。1965年6月30日发射的"双子星座"4号飞船，实现了美国航天员首次舱外活动。美国"双子星座"8号与飞行器"阿金纳"火箭于1966年3月6日对接，是世界上首次实现两个航天器对接，但因错开了一台火箭发动机，使飞船乱滚乱跳。被迫紧急返回。后来"双子星座"飞船有多次与其他航天器实现了会合、对接以及编队飞行，其目的是为了给"阿波罗"飞船提供飞行经验，准备各种技术条件与提供经过训练并富有实际飞行经验的航天员。"双子星座"飞船是军民共用的，比如，"双子星座"7号在飞行中两名航天员用红外遥感仪对一枚从潜没的"富兰克林"号潜艇上发射的"北极星"A-3导弹进行跟踪观察，长达3分钟，并进行了摄影。
苏联"联盟"号飞船
"联盟"号飞船是迄今为止苏／俄使用时间最长、发射次数最多的一种宇宙飞船，是世界上最为成功的宇宙飞船。它为苏联整个航天事业的发展立下了汗马功劳，做出了巨大贡献。1967年4月至1981年5月，该型号的飞船共发射40次，主要目的是为建立轨道站复合体做技术准备。后来，该飞船既是轨道站的载人运输飞船，又是对接后整个轨道站复合体的组成部分。
"联盟"T号飞船是"联盟"号飞船的改进型。船上装备了太阳能电池组、新型无线电通信系统、导航定位系统、飞行控制系统和计算机系统。1979年12月26日首次试飞时不载人。完成"联盟"T号飞船首航任务的是航天员尤·弗·马雷谢夫和弗·弗·阿克森诺夫。他们驾驶着飞船与"礼炮"6轨道站——"联盟"35号飞船复合体实现了轨道对接。包括不载人飞行，该型号飞船先后共计发射15次。
"联盟"TM飞船是"联盟"T飞船的改进型，主要改进了飞船的动力性能和船上系统。它可以将3名航天员送上350-400千米高的轨道（以前的轨道高度是300千米）。为此所采用的措施是减少飞船的净重和采用更轻、更坚固的材料制造应急救生系统和新的发动机装置。在与轨道站会合、停靠和对接时也使用船上的发动机来实现。此外还完善了航天员与地面之间的无线电对话系统、角速度测量仪器、发动机燃料储存装置等。
航天员尤·弗·罗曼年科和阿·拉维金于1987年2月6日乘"联盟"TM-2进行首飞。在他们飞行期间，苏联航天员坷·普·阿列克桑德罗夫、阿·维克托林科和一名叙利亚航天员姆·法利斯乘"联盟"TM-3号前来拜访，共同飞行8天，三名航天员乘"联盟"TM-2返回地面。1987年12月29日罗曼年科和其他航天员乘"联盟"TM-3顺利返回，罗曼年科连续飞行326天，再次刷新了长期航天飞行记录。在将近一年的飞行过程中，罗曼年科同其他航天员一起完成了大量的考察与实验。
"联盟"号具有轨道机动、交会、对接能力，既能自主长期飞行，为载人航天站接送航天员，又可以与航天站对接作为它的一个构件舱一起联合飞行。在航天站"礼炮"号发射后，"联盟"号主要作为运输工具，为航天站轮换航天员和补充燃料、食品、设备等。
美国和苏联以前研制的飞船现在均已全部淘汰不用了，而"联盟"TM号飞船是目前世界上仍在继续使用的惟一的一个飞船型号。自1967年4月"联盟"1号飞船首次飞行至今的实践证明，这是一种经久耐用、性能良好的运输飞船，目前它仍没有被淘汰的趋势。尽管美国已经拥有更先进的航天器（航天飞机），但美国还计划用"联盟"TM号飞船作为国际航天站营救航天员的运输工具。首批国际空间站的航天员就是乘"联盟"号飞船到站工作的。与国际空间站对接在一起的"联盟"号飞船，可以作为在紧急情况下的救生工具。
"联盟"系列飞船主要性能数据：起飞重量（不包括整流罩和救生火箭系统），"联盟"号为6.5-6.8吨，"联盟"T6.85吨，"联盟"TM为7.07吨；几何尺寸的长度，"联盟"号为6.98-7.13米，"联盟"T和"联盟"TM为6.98米；设备舱最大直径为7.2米；太阳能电池帆板最大翼展，"联盟"号为8.37米，"联盟"T与"联盟"TM均为10.6米；返回舱自由空间容积是2.5立方米，轨道舱自由空间容积4立方米；单独自由飞行时间，"联盟"号是3天，"联盟"T为4天，"联盟"TM为5天；对接在空间站上，"联盟"号和"联盟"T为120天，"联盟"TM为180天。
苏联"联盟"10号飞船
救生塔是飞船发射初始阶段为应急救生而设在载人飞船顶端的塔形逃逸装置。1983年9月27日，载有两名航天员的苏联"联盟"10号飞船用运载火箭发射时失败，运载火箭第一级点火90秒后发生故障，只听一声巨雷般的爆炸声，装有70万千克燃料的第一级火箭燃烧起来。但在爆炸前，逃逸装置启动，救生塔从1000米高空飞射出去，将飞船拖离了危险区，开伞后落到离燃烧的发射台4000米外的地方，从而使飞船中的2名航天员获救。这是航天史上第一座成功实施救生的救生塔。
载人飞船在待发段、上升段、在轨段和返回段都可能发生危险和事故，必须有救生系统。待发段和上升段的危险主要来自火箭，如果火箭在发射台或者在入轨前爆炸，通常使用救生塔迅速将航天员送到安全区。苏联的"联盟"号、美国的"水星"号和"阿波罗"号飞船都有救生塔。它由塔架、逃逸发动机和分离发动机组成。"联盟"号的逃逸发动机有12个喷管。当飞船故障检测系统发现运载火箭有爆炸或者航天员有生命危险时，由救生程序控制器的自动救生程序指令，或者根据地面救生指挥员的遥控指令，自动打开与运载火箭的连接件，同时逃逸火箭点火将飞船带离运载火箭，然后抛开服务舱；延迟很短时间后俯仰控制火箭点火，使飞船飞向逃逸飞行轨道；到顶点分离发动机点火，使返回舱与救生塔分离，然后用降落伞降落。
美国"阿波罗"11号飞船
7月16日，美国太空船"阿波罗"11号载3名航天员由肯尼迪角发射升入太空，21日，登月舱载着2名航天员脱离指挥舱，将2名美国航天员送上月球，成为第一艘送人登上月球的飞船。
"阿波罗"飞船是美国研制的第三代载人飞船，是到目前为止世界上惟一使用过的登月载人飞船，主要由指挥舱、服务舱、登月舱和发射逃逸装置组成。
指挥舱也叫指令舱，它是飞船的指挥中心，也是整个飞行任务中3名航天员生活和工作的主要舱段，同时也是飞船惟一要返回地面的部分。
服务舱又称设备舱，是飞船的后勤供应部分，连接在指挥舱后面。服务舱结构基本上是由六条化纤铝制梁分开的两个上下隔框组成；中央是一条通道，周围放置各种有关系统和设备。服务舱的外壳装有电源系统及环境控制系统的辐射器以及反作用控制系统的火箭喷嘴等。
登月舱又称着陆舱，呈多面体，由下降级和上升级组成。登月舱用来把两名航天员从月球轨道上送到月球表面，探险完毕后再把他们送回在月球轨道上飞行的指挥舱，并在月面探险期间，可作航天员的一个临时性探险基地。上升级有可载航天员的密封加压舱、仪器设备和上升发动机；下降级有月球车、仪器设备和下降发动机等。在指挥舱与登月舱对接处，有一个连接通道，供航天员往返两个舱体。
发射逃逸装置由小型火箭和塔架组成，连接在指挥舱顶部，一旦飞船起飞时运载火箭发生故障，即可启动小型火箭将飞船拉离运载工具而逃生。为了安全正常飞行并完成各种任务，飞船还有如下系统：防热系统，制导、导航和控制系统，推进系统，环境控制和生命保障系统，测控通信系统，返回着陆系统和应急救生系统。
"阿波罗"11号飞船登月飞行工作过程是：由"土星"—5号火箭运载"阿波罗"11号飞船升空；第一级火箭熄火时将飞船送至环绕地球运行的低高度停泊轨道；第二级火箭点火加速，将飞船送入地—月过渡轨道；飞船与第三级火箭分离，飞船沿过渡轨道飞行2.5天后开始接近月球，由服务舱的反推力发动机减速，使飞船进入环月轨道；航天员阿姆斯特朗和奥尔德林进入登月舱，驾驶登月舱与母船分离，下降至月面实现软着陆。航天员科林斯仍留在指挥舱，继续沿环月轨道飞行。