Tàu vũ trụ chở hàng Thiên Châu 6 dài 10,6 mét, tổng trọng lượng lên đến 13,5 tấn, không gian bên trong rộng gần 50 mét khối, tải trọng hàng hóa đạt 7,4 tấn, là một trong những tàu vũ trụ chở hàng có năng lực mạnh mẽ nhất trên thế giới hiện nay.

Chỉnh thể tàu vũ trụ chở hàng Thiên Châu 6 chia thành 2 bộ phận, phần nhỏ phía dưới là khoang đẩy, phần khá lớn bên trên là khoang chứa hàng. Tàu vũ trụ Thiên Châu 6 vừa sẽ làm tươi đẹp thêm đời sống của phi hành đoàn tàu vũ trụ Thần Châu 15 hiện nay, còn sẽ cung cấp sự bảo đảm cho phi hành đoàn tàu vũ trụ Thần Châu 16 sau này.