神舟9號飛船重量大約為8000公斤，長度約為9.20米。中國最現代化的這艘太空飛船配備有導航、通信、飛行控制、熱控、電池、氧氣罐和推進系統等世界上最先進的設施。
美國國家宇航局在分析中引述中國運載火箭技術研究院副院長梁小紅的話稱，“搭載神舟9號太空飛船的運載火箭，在設計上就有著更高的可靠性，而且配備了更加先進的定位軟件以保證更加精確地進入預定軌道”。
神舟9號太空飛船由幾個部門共同研製發展，而這些部門本身就是中國載人航天項目的一部分，但主要負責神舟系列太空飛船設計和發展的單位是中國空間技術研究院(CAST)，他們負責太空飛船的整體項目。
中國空間技術研究院肩負的責任是軌道艙和重返艙的設計，而上海航天技術研究院則負責服務艙(主要提供動力和電源)的設計，以及對電力系統、推進系統和遙感勘測、跟蹤和通信系統的設計工作。
神舟9號太空飛船在飛行中的應用主要由中國科學院制定。環境控制和生活支持系統的發展，由中國空間醫學工程研究所負責。與此同時，中國航空航天固體推進技術研究院負責發射逃逸系統。
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