Vesoljsko plovilo je naprava, namenjena za izstrelitev v vesolje. Uporabljajo se lahko za opazovanje Zemlje, komunikacijo, navigacijo in raziskovanje vesolja. Obstajajo tudi vesoljska plovila, ki v vesolje prevažajo ljudi, imenovana ‘vesoljska plovila z posadko’, ter druga, ki prevažajo potrebne zaloge na vesoljske postaje.
Ker v vesolju ni zraka, lahko ima vesoljsko plovilo praktično kakršno koli obliko. Večji problem predstavlja velikost. Vesoljsko plovilo mora biti dovolj majhno, da se prilega v raketni nosilec, raketa pa mora imeti dovolj moči, da ga izstreli v orbito. Prvi satelit na svetu, imenovan Sputnik, je tehtal 83,6 kg in ni bil večji od košarkarske žoge. Danes lahko komunikacijski sateliti tehtajo več kot 6 ton (6000 kg).
Moduli, ki se uporabljajo za gradnjo vesoljskih postaj, so še večji. 20-tonsko plovilo ATV (Automated Transfer Vehicle) agencije ESA lahko na Mednarodno vesoljsko postajo prepelje do 9 ton tovora in eksperimentov.
Oblika vesoljskega plovila je v glavnem odvisna od tega, ali se v vesolju vrti ali ne.
Nekateri sateliti, kot je na primer Meteosat, se vrtijo in imajo obliko bobna. Večina današnjih satelitov ima obliko škatle in se ne vrti. Njihove naprave na krovu, kot so kamere, so večino časa usmerjene v isto smer.
Nekateri imajo velika sončna ‘krila’ (sončne celice, ki sončno svetlobo pretvarjajo v električno energijo), ki se vrtijo tako, da so vedno usmerjena proti Soncu. Majhni sateliti imajo pogosto ravne sončne celice na vseh štirih straneh.
Pristajalni moduli so drugačni. Med hitrim spuščanjem skozi zrak morajo prenesti ekstremno vročino. Na primer, sonda Huygens agencije ESA, ki je pristala na Titanu, je imela obliko krožnika s toplotnim ščitom, usmerjenim naprej.
