Lurraren atmosferatik kanpo nabigatzeko diseinatutako ibilgailua da espazio-ontzia. Espazio-ontzi gehienek ez dute eskifaiarik izaten, eta robotikoak direla esaten da. Espazio-ontzi robotikoak automatikoak edo Lurretik gidatutakoak izan daitezke. Bestetik, Lurraren ingurua utzi eta espazioan murgiltzen den espazio-ontzi automatikoari zunda espazial deritzo. Aldiz, Lurraren orbitan gelditzen bada, satelite izendatzen da. Espazio-ontzi tripulatuen alorrean, hiru mota bereiz daitezke: estazio espazialak, Lurraren orbitan denbora luzez eta iraunkorki eskifaia edukitzeko diseinatutakoak, adibidez, ISS;  Lurretik espaziora joan-etorriak egiteko diseinatutako ontzi berrerabilgarriak, esaterako, Columbia; eta kapsulak, denbora labur batez gizakia espazioan bizitzeko sistemak dituztenak, etsenplurako, Soiuz.

Columbia transbordadorearen jaurtiketa (iturria: NASA)

Soiuz TMA-7 kapsula (iturria: NASA)

Espazio-ontziek oso ingurune-kondizio gogorrak pairatu behar dituzte jaurtiketaren unetik beretik eta, ondorioz, horien diseinuak oso zorrotza behar du izan. Hainbat alderdi oso kontuan hartu behar izaten dira espazio-ontzi baten egitura diseinatzen denean. Batetik, askotan presio-ontzi baten modukoak dira barne- eta kanpo-presioaren artean alde nabarmena egoten delako. Bigarrenik, mikrometeoritoen eta zabor espazialaren inpaktua pairatzeko moduko egitura behar dute. Hirugarrenik, erradiazio kosmikoaz babesteko ezkutuak izan behar dituzte, bereziki Lurraren eremu magnetikotik kanpo nabigatu behar dutenek. Ordenagailuen memoriak oso sentikorrak dira erradiazio kosmikoarekiko, eta babesa behar izaten dute. Laugarrenik, muturreko tenperaturak jasan behar izaten dituzte. Halaber, tenperatura-gradiente handiak agertzen dira, esaterako, Eguzkiari begira dagoen ontziaren gainazalaren eta itzalean dagoenaren artean. Bestetik, Lurraren edo beste planeta edo satelite baten atmosferan sartu behar duten ontziek marruskadurak sortutako beroa xahutzeko sistemak izan behar dituzte ontzia erre edo honda ez dadin. Adibidez, Amerikako Estatu Batuetako transbordadoreak zeramikazko teila isolatzailez estalita daude.

Estazio espazialak: ezkerrean, Mir estazioa (1986-2001); eskuinean ISS estazioa (iturria: NASA)

Espazio-ontzien egiturek normalean pisu gutxikoak eta zurrunak izan behar dute, eta, ondorioz, modulu handiko materialak aukeratzen dira. Titanioak eta berilioak dentsitate txikia eta modulu/dentsitate ratioa nahikoa handia dituzte. Material horietako aleazioak fabrikatzea zaila da, eta, beraz, beren aplikazioa oso mugatua da. Arruntagoak dira espazio-ontzien egituretako materialen artean, aluminio, magnesio eta altzairu herdoilgaitzeko aleazioak. Izan ere, ez dira oso garestiak, eta aise fabrikatzen dira. Plastikoak erabiltzen dira, esaterako, isolamendu magnetikoa behar denean. Konpositeak ere erabiltzen hasi dira pisu txikia, erresistentzia handia, zurruntasun handia eta zabalkuntza termiko txikia behar direnean, teleskopio espazial batean esaterako. Konpositearen zuntzetarako, beira, grafitoa edo karbonoa baliatzen dira, eta matrize moduan, epoxi erretxinak.

Espazio-ontziak egiten ari diren bidaia kontrolatzeko, bi azpisistema erabiltzen dira: jarrera-kontrola eta GNC. Lehenak ontzia espazioan ondo orientatuta dagoela bermatzen du. Bigarrenak, berriz, ontzia nahi den tokira doan, aurreikusitako ibilbidean nabigatzen ari den eta hori lortzeko egin behar diren doikuntzak kontrolatzen ditu. Doikuntza-maniobrak egiteko, espazio-ontziek propultsio-sistemak eramaten dituzte, suziri txikiak jeneralean.

Espazio-ontziaren sistema eta azpisistema guztiak lanean aritzeko, energia behar da. Eguzkitik gertu dabiltzan ontziek eguzki-energia biltzeko panelak izaten dituzte. Dena dela, bateriak ere eramaten dituzte itzalean daudenean energia-hornikuntza bermatzeko. Eguzkitik urrun dabiltzan ontziek erradioisotopoen desintegrazioaren bidez lortzen dute energia.

Espazio-ontzien karga klase askotakoa izan daiteke, misioaren helburuaren arabera. Izan daitezke pertsonak (astronautak, zientzialariak edo turistak), hornikuntzak (ordezko piezak edo elikagaiak) edo tresna zientifikoak (kamerak, teleskopioak, esperimentu-kitak edo espektrometroak).