据神舟六号飞船总设计师张柏楠介绍，神舟六号构型与神舟五号相同，由返回舱、轨道舱和推进舱三个舱段构成。由于此次飞行没有交会对接任务，飞船取消了附加段。
轨道舱呈现圆桶形状，是航天员工作、生活和休息的地方，可以说是一个“多功能厅”。轨道舱调整了舱内布局设计以便安装应用系统设备及航天员食品和饮用水。舱内除为航天员提供了食品、饮用水和大小便收集器等生活装置外，还安装了大量的空间试验装置和仪
器设备。轨道舱的后端底部设有舱门，通过这个舱门，与返回舱相连接，航天员通过这个舱门可以进入返回舱。轨道舱外部两侧装有两个像鸟儿翅膀一样的太阳电池翼，轨道舱所需要的电能，就是通过这两个电池翼提供的。
返回舱是载人飞船惟一返回地球的舱段，飞船起飞、上升到入轨及返回着陆时，航天员都在返回舱内，所以可以说是飞船的“驾驶室”。返回舱是飞船的指挥控制中心，舱内安装了航天员乘坐的座椅，航天员可以斜躺在座椅上。飞船在起飞、上升和返回地面时，航天员就是躺在座椅上的。返回舱内还安装了飞行中需要航天员监视和操作的仪器设备，这些设备显示了飞船各系统和设备工作情况，航天员通过这些仪表可以随时判断、了解飞船的工作情况，还可以在必要时人工干预飞船的系统和设备工作。
推进舱又称设备舱，其形状也是圆柱形的，舱内安装推进系统发动机和推进剂，其使命是为飞船提供姿态高速和进行轨道维持所需的动力，飞船电源、环境控制和通信等系统的一部分设备也安装在这里。推进舱外部两侧安装了两个太阳翼，为飞船提供所需的电能，加上轨道舱上的两个太阳翼，神舟六号飞船上共有四个太阳翼。
