区别很大，最主要就是它们的用途不同：航天飞机是运载火箭的升级产品，用途是将地面物体送至地球轨道，也就是说，航天飞机往返于地面与地球轨道之间；而宇宙飞船则是在外太空之间飞行使用的，比如从地球飞往比邻星……由于用途的不同，它们的结构、工作方式、外形也有很大不同。
  航天飞机最需要的是脱离地球引力，因此它有自已的动力系统和巨大的外挂燃料箱（常见的美国航天飞机下面那个最粗的黄色的那个），为了减少空气阻力并在降落时充分利用空气动力，航天飞机有着非常漂亮的气动外形，宇宙飞船也有动力系统，但现阶段的动力源主要是太阳能电池，因此不需要外接动力源，另外但宇宙飞船是在外太空飞行，外形没特殊要求，因此看起来比较丑。
  另外，航天飞机最初是美国军方提出的运载火箭的替代产品，设计要求除了载人、运送卫星外，能往返可重复使用也是最重要的性能指标。而宇宙飞船往往是为了特定目的而进行特定设计的，如神五神六除了内部结构外，外形上很大程度是为了航天员的安全返回而设计。大家在科幻小说尤其卡通片中看到的那种通用的宇宙飞船，现在还没出现，而且在短期内不会被制造。