Servisni modul je jedinica u letjelici ili svemirskoj stanici koja je potpuno samostalna. Modul može uključivati avioniku i opremu, pogonske sustave, stambene prostore i skladište zaliha. Takve jedinice mogu biti sposobne za lansiranje i ponovni ulazak kako bi se omogućilo svemirskim agencijama da ih ponovno koriste, a mogu se konfigurirati na različite načine. Brojne su zemlje proizvele servisne module za korištenje na letjelicama i projektima poput Međunarodne svemirske postaje (ISS).
Kao i drugi projekti dizajnirani za postavljanje u svemir, servisni modul može biti skup pothvat. Dizajneri razvijaju samostalne sustave za zaštitu sadržaja, uključujući održavanje života za servisne module koji se koriste za smještaj osoblja ili projekata koji zahtijevaju da astronauti budu unutra, poput znanstvenih laboratorija. Mora biti sposoban izdržati znatnu silu tijekom lansiranja, a u slučaju opreme dizajnirane za ponovni ulazak, također mora imati sustave koji podržavaju siguran povratak na Zemlju.
Na Međunarodnoj svemirskoj postaji, servisni moduli koje su isporučile zemlje sudionice korišteni su za izgradnju orbitalnog istraživačkog postrojenja. Modularni dizajn omogućio je izgradnju rastuće strukture, umjesto da se razvoj ograniči na jedno lansiranje. Servisni moduli dodani ISS-u mogu uključivati značajke koje im omogućuju ponovno konfiguriranje u budućnosti kako bi se prilagodile novim komponentama. Također ih je moguće koristiti za različite aktivnosti. Teretni prostor, na primjer, može se pretvoriti u laboratorij ako je dizajniran za više konfiguracija.
Unutar servisnog modula može postojati jedan ili više odjeljaka s različitim značajkama. Neki su u potpunosti dizajnirani za nošenje tereta, a mogu biti vrlo veliki za smještaj velikih predmeta. Drugi sadrže sustave za održavanje života, pogon i kontrole te se uklapaju s drugim modulima za podršku letjelici ili svemirskoj stanici. U modulima dizajniranim za astronaute mogu postojati zapovjedni centri, stambeni prostori i objekti za jelo, provođenje eksperimenata i tako dalje.
Težina je važan faktor u dizajnu servisnog modula. Slanje bilo čega u svemir iznimno je skupo, a dizajneri žele biti sigurni da je svaka funta bitna. Višak težine u dizajnu može se eliminirati na razne načine, a unutarnji prostor može biti dizajniran za višenamjensku upotrebu i konfiguracije kako bi bio korisniji. Servisni modul s ograničenim aplikacijama može biti preskup za pokretanje i održavanje, budući da se isplativost korištenja možda neće uravnotežiti s troškovima njegovog dizajna, izgradnje i pokretanja.