Le vaisseau Orion est conçu pour transporter quatre personnes pour une mission de trois semaines au-delà de l'orbite terrestre basse et jusqu'à six personnes en orbite basse. Il reprend l'architecture du vaisseau Apollo avec un module de commande en forme de cône contenant l'habitacle dans lequel séjourne l'équipage et un module de service dans lequel est rassemblé tout ce qui n'est pas nécessaire au retour sur Terre. Ce dernier module est largué avant la rentrée atmosphérique. L'ensemble a une masse de 21 tonnes dont plus de 12 tonnes pour le module de service. Contrairement à ses prédécesseurs, il utilise des panneaux solaires pour la fourniture d'énergie. Il dispose d'un volume habitable plus que doublé par rapport au vaisseau Apollo et d'une écoutille de type APAS similaire à celle de la navette spatiale américaine. Le vaisseau est conçu pour se poser sur l'eau à son retour sur Terre et est réutilisable.
Le premier test orbital du module de commande s'est déroulé en décembre 2014 et celui d'un véhicule complet est programmé en juin 2020. Le premier vol avec équipage est programmé en 2023.