在外形上，改进型火箭与运载神舟的火箭有所不同——它的整流罩从先前的10.7米增加到12.7米，最大直径也由先前的3.8米增至4.2米，而且头部还采用了“冯·卡门”曲线设计。

    “天宫一号比神舟飞船的体积大。”改进型火箭的总设计师荆木春说，“整流罩因而增长加大。头部采用冯·卡门曲线，是为了减小空气阻力。”

    荆木春介绍说，采用冯·卡门曲线的火箭头部展开之后并不是一个平面，涉及很多复杂的加工工艺及材料成型问题。

    除了整流罩外形的变化，火箭助推器的内部顶端也从原来的椭球形变成锥形。荆木春表示，这样可以承载更多推进剂，使火箭运载能力提高100多千克。另外，改进型火箭采用了全新的控制系统，相当于换了一个“大脑”。火箭的制导方式，从指定路线的“摄动制导”，变为指定目标的“迭代制导”。新的制导方式提高了入轨精度，可以满足“神八”和“天宫”对接的要求。