“天空实验室”是由“土星5号”火箭的第三级改造而成，因此它的大小也与“土星5号”火箭等量齐观，长17.8米，直径6.6米，重88吨。当它和阿波罗飞船实现对接时，全长为36米。
“天空实验室”的主舱长15米，内部空间300多立方米，这相当于一间100平方米的会议室，作为空间站能有这样大的房间，是蔚为壮观的。舱内又分为上下两层，上层为工作区，下层是生活区。在上层安装着实验设备、水箱和库房，在下层有厨房、卧室、盥洗间、厕所、浴室乃至垃圾桶等，真可谓考虑周密，应有尽有。在工作区和生活区中间有网格形地板相隔，在楼板中央开有一个洞代为楼梯。宇航员上下楼既不用电梯，也用不着费劲地上下走动，要想上楼，只要稍一蹬足，就可以飞身而上，而用手轻轻地推一下天花板，他就能轻易地返回楼下，上楼下楼，来去自如。