大赛设航天创意设计、太空探测、航天科学探究与创新三个竞赛单元及载人航天主题专项赛。

航天创意设计单元以航天相关的创意设计为主，意在激发参赛者对航天的兴趣，认识航天、了解航天科学原理，完成航天相关问题的创意解决方案并进行呈现。

太空探测单元以机器人与人工智能竞技为主，意在考察动手实践、编程、机器人控制、人工智能技术应用等能力。

航天科学探究与创新单元以研究方案为主，意在考察参赛者航天主题项目式探究学习的能力，能够明确定义问题、提出创新解决问题的方案、并进行优化迭代等。

载人航天主题专项赛以载人航天为主题，按照创意、太空探测、创新单元分别设置赛项。