Modul layanan adalah unit di pesawat ruang angkasa atau stasiun ruang angkasa yang sepenuhnya mandiri. Modul ini dapat mencakup avionik dan peralatan, sistem propulsi, tempat tinggal, dan penyimpanan pasokan. Unit tersebut mungkin dapat diluncurkan dan masuk kembali untuk memungkinkan badan antariksa menggunakannya kembali, dan dapat dikonfigurasi dalam berbagai cara. Banyak negara telah memproduksi modul layanan untuk digunakan pada pesawat ruang angkasa dan proyek-proyek seperti Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS).
Seperti proyek lain yang dirancang untuk ditempatkan di luar angkasa, modul layanan bisa menjadi pekerjaan yang mahal. Desainer mengembangkan sistem mandiri untuk melindungi konten, termasuk dukungan kehidupan untuk modul layanan yang digunakan untuk menampung personel atau proyek yang mengharuskan astronot berada di dalam, seperti laboratorium sains. Itu harus mampu menahan kekuatan yang cukup besar selama peluncuran, dan dalam hal peralatan yang dirancang untuk masuk kembali, itu juga perlu memiliki sistem untuk mendukung pengembalian yang aman ke Bumi.
Di Stasiun Luar Angkasa Internasional, modul layanan yang dikirimkan oleh negara-negara peserta digunakan untuk membangun fasilitas penelitian yang mengorbit. Desain modular memungkinkan untuk pembangunan struktur yang berkembang, daripada membatasi pengembangan untuk peluncuran tunggal. Modul layanan yang ditambahkan ke ISS dapat mencakup fitur yang memungkinkannya dikonfigurasi ulang di masa mendatang untuk mengakomodasi komponen baru. Hal ini juga memungkinkan untuk menggunakannya untuk kegiatan yang berbeda. Ruang kargo, misalnya, dapat diubah menjadi lab jika dirancang untuk beberapa konfigurasi.
Di dalam modul layanan, mungkin ada satu atau banyak kompartemen dengan fitur yang berbeda. Beberapa dirancang seluruhnya untuk membawa kargo, dan mungkin sangat besar untuk menampung barang-barang besar. Lainnya berisi sistem pendukung kehidupan, propulsi, dan kontrol, dan cocok dengan modul lain untuk mendukung pesawat ruang angkasa atau stasiun ruang angkasa. Dalam modul yang dirancang untuk astronot, mungkin ada pusat komando, tempat tinggal, dan fasilitas untuk makan, melakukan eksperimen, dan sebagainya.
Bobot merupakan pertimbangan penting dalam desain modul layanan. Mengirim apa pun ke luar angkasa sangat mahal, dan desainer ingin memastikan bahwa setiap pon berharga. Kelebihan berat dalam desain dapat dihilangkan dengan berbagai cara, dan ruang internal dapat dirancang untuk penggunaan dan konfigurasi multiguna agar lebih bermanfaat. Modul layanan dengan aplikasi terbatas dapat menjadi terlalu mahal untuk diluncurkan dan dipelihara, karena hasil dari penggunaan mungkin tidak seimbang dengan biaya untuk merancang, membangun, dan meluncurkannya.