В носовой части «Бурана» расположены герметическая вставная кабина объемом 73 м³ для экипажа (2-4 человека) и пассажиров (до 6 человек), отсеки бортового оборудования и носовой блок двигателей управления. Среднюю часть занимает грузовой отсек с открывающимися вверх створками, в котором размещаются манипуляторы для выполнения погрузочно-разгрузочных и монтажно-сборочных работ по обслуживанию космических объектов. Под грузовым отсеком расположены агрегаты систем энергоснабжения и обеспечения температурного режима. В хвостовом отсеке – агрегаты двигательной установки, гидросистемы, топливные баки. 

В конструкции «Бурана» использованы алюминиевые сплавы, титан, сталь и др. материалы. Чтобы противостоять аэродинамическому нагреванию при спуске с орбиты, внешняя поверхность ОК имеет теплозащитное покрытие, рассчитанное на многоразовое использование. На менее подверженную нагреву верхнюю поверхность устанавливается гибкая теплозащита, а другие поверхности покрыты теплозащитными плитками, изготовленными на основе волокон кварца и выдерживающими температуру до 1300° С. В особо теплонапряженных зонах (в носках фюзеляжа и крыла, где температура достигает 1500-1600° С) применен композиционный материал типа углерод-углерод. Этап интенсивного нагревания ОК сопровождается образованием вокруг него слоя воздушной плазмы, однако конструкция ОК не прогревается к концу полета более чем до 160° С. Каждая из 36 000 плиток имеет конкретное место установки, обусловленное теоретическими обводами корпуса ОК. Для снижения тепловых нагрузок выбраны большие значения радиусов затупления носков крыла и фюзеляжа. Расчетный ресурс конструкции – 100 орбитальных полетов.