航天员系统的主要任务是选拔、训练航天员，并在训练和载人飞行任务实施过程中，对航天员实施医学监督和医学保障。在北京建设了航天员科研训练中心，研製了航天服、船载医监医保设备、个人救生等船载设备。

空间套用系统主要任务是研製用于空间对地观测和空间科学实验的有效载荷。研製空间光学遥感设备、电子信息遥感设备等大型有效载荷，地球和空间环境监测、空间材料、空间生命、微重力流体物理等空间科学试验装置，开展相关研究及套用实验。

载人飞船系统主要任务是研製“神舟”载人飞船。“神舟”载人飞船採用轨道舱、返回舱和推进舱组成的三舱方案，额定乘员3人，可自主飞行7天，具有出舱活动和交会对接功能，可与空间实验室和空间站进行对接并停靠飞行半年。

运载火箭系统主要任务是研製满足载人航天要求的大推力长征二号F型运载火箭，对长征系列运载火箭进行了多方面改进设计，控制系统採用冗余技术，增加了故障检测、逃逸救生等功能，增加了运载火箭的可靠性、安全性。

发射场系统主要任务是负责火箭、飞船和套用有效载荷在发射场的测试和发射，新建了航天员技术区，採用“垂直总装、垂直测试、垂直运输”及远距离测试发射控制的先进测发模式。

测控通信系统主要任务是完成飞行试验的地面测量和控制。在原有卫星测控通信网的基础上，研製建设了符合国际标準体制的S波段统一测控通信设备。形成了由地面测控站、海上测量船及中继卫星组成的载人航天测控网。

着陆场系统主要任务是搜救航天员和回收飞船返回舱，建设了主、副着陆场，设立了上升段陆上、海上应急救生区和运行段应急着陆区。

空间实验室系统主要任务是研製空间实验室，包括具有交会对接功能的8吨级目标飞行器，为开展短期有人照料的空间科学实验提供基本平台，为研製空间站积累经验。

中国载人航天工程的八大系统涉及学科领域广泛、技术含量高度密集，全国100多个研究院所、3000多个协作单位和数十万工作人员承担了研製建设任务。