货运飞船是用于运输物资（包括货物及废弃物），并可对空间站进行轨道控制的飞船。一般包括货物舱和推进舱。货运飞船分为全密封货运飞船、半开放货运飞船和全开放货运飞船。主要任务是向空间站定期补给食品，货物，燃料和仪器设备等。它是国际空间站补给物资的重要运输工具，也是空间站的地面后勤保障系统。除日本的空间站转运飞行器外，还有俄罗斯的“进步”飞船、欧洲的自动货运飞船（ATV）等。
主要任务
货运飞船可以通过交会对接向空间飞行器补给货物、提供消耗品和设备，从而延长飞行器的在轨飞行寿命，提高航天员的空间驻留和工作时间，拓展空间飞行器的能力，为空间站上乘员的长期驻留和实现空间站的长期应用提供支持。
货运飞船要完成
航天员消耗品、推进剂、舱内气体等资源的补给和实验用品的上行运输，并要进行空间科学试验载荷和维修设备等的运输。空间站丢弃的废弃物和生活垃圾等也要随货运飞船下行并在进入大气层后烧毁。
货运飞船与空间站对接后，将根据空间站的需求分次进行推进剂补给，实现航天员生活用品、维持舱压气体的补给，存储空间实验设备和用品，收集废弃物，完成任务后坠人大气层烧毁。
具体任务为：
一是补给空间站的
推进剂消耗，空气泄漏，运送空间站维修和更换设备，延长空间站的在轨飞行寿命；
二是运送宇航员工作和生活用品，保障空间站航天员在轨中长期驻留和工作；
三是运送空间科学实验设备和用品，支持和保障空间站具备开展较大规模空间科学实验与应用的条件。
各国发展情况
俄罗斯
1、进步号
俄罗斯进步号货运飞船执行向空间站定期补给食品，货物，燃料和仪器设备等任务。到1993年底，已发展两代，共发射进步号42艘，进步M号20艘。它与空间站对接完成装卸任务后即自行进入大气层烧毁。这种飞船由仪器舱，燃料舱和货舱组成，货舱容积6.6立方米，可运送1.3吨货物，燃料舱带1吨燃料。它可自行飞行4天，与空间站对接飞行可达2个月。
2022年10月，据俄罗斯国家航天公司网站消息，俄“进步MS-19”货运飞船24日结束任务脱离国际空间站进入大气层，未燃尽的飞船构件已坠入南太平洋非航行水域。
莫斯科时间2023年5月24日15时56分（北京时间20时56分），“进步MS-23”货运飞船搭乘“联盟-2.1a”运载火箭从哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场升空，约9分钟后成功进入预定轨道。经过约3小时25分钟飞行后，“进步MS-23”货运飞船成功与国际空间站的俄罗斯舱段“搜索”号模块实现对接。
2024年2月15日，俄罗斯国家航天集团网站发布消息说，俄当天发射了“进步MS-26”货运飞船，为国际空间站送货。
莫斯科时间2024年5月30日12时42分，“进步MS-27”货运飞船搭乘“联盟-2.1a”运载火箭从哈萨克斯坦境内的拜科努尔航天发射场升空，并成功进入预定轨道。预计飞船于6月1日与国际空间站的俄罗斯舱段“搜索”号模块对接。
2、渡船号
俄“能源”火箭航天集团正在研制可重复使用的新一代货运飞船，以替代已经使用了20多年的“进步”系列货运飞船。
“能源”集团第一副总裁斯特列卡洛夫介绍说，新一代货船名为“渡船”，预计将在2013年试飞。这种飞船能运送30吨货物，而目前使用的“进步”飞船只能运载约2.5吨货物。“渡船”还能在很长一段时间内重复使用，与只能为航天器运送一次货的“进步”飞船相比，能大大降低发射成本及其在太空运输的成本。
按照设计，空载的“渡船”将被运载火箭送至距地面约200千米的近地驻留轨道，并停留在轨道内，需运载的货物装在专门的“集装箱”内通过其他火箭送入太空轨道。
此后，“渡船”会用其两个对接口中的一个与货箱对接，然后将其运送到国际空间站等指定位置。
这种货运飞船还能携带装满空间站垃圾的货箱返回近地驻留轨道，然后抛掉货箱并停留在驻留轨道等候下一批货物，被抛掉的货箱会在地球稠密的大气中烧毁，其残骸将会坠人指定的太平洋海域。
“渡船”既能接纳装有饮食、燃料等货物的密封货箱，又能接纳装载
太阳能电池板等大规格设备和服务系统的非密闭货箱。在将来，“渡船”可能用于运送大型航天器构件，以便在太空中组装空间站和能在星际间飞行的宇宙飞船。
除了“渡船”以外，俄“能源”集团还在开发可多次使用的新一代载人飞船——“快速帆船”，以替代已使用多年的“联盟”系列载人飞船。
这样，“渡船”和“快速帆船”将在未来协同合作，完成更大的航天计划。
3、进步号
莫斯科时间2023年8月23日4时08分（北京时间9时08分），“进步MS-24”货运飞船搭乘“联盟-2.1a”运载火箭从哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场升空，约9分钟后成功进入预定轨道。飞船预计25日与国际空间站俄罗斯舱段“星辰”号服务舱对接。
2023年12月1日，“进步MS-25”货运飞船由“联盟-2.1a”运载火箭从拜科努尔航天发射场发射升空，并于12月3日与国际空间站俄罗斯舱段的“搜索”号模块实现对接。飞船为国际空间站运送了2528公斤货物，包括燃料、饮用水、食物、氮气和各类设备等。
莫斯科时间2024年2月13日5时9分，“进步MS-24”货运飞船与国际空间站俄罗斯舱段“星辰”号分离。8时17分，其推进系统开始启动，飞船脱离轨道并在大气层中解体。
莫斯科时间2024年6月1日14时43分（北京时间19时43分），“进步MS-27”货运飞船与国际空间站俄罗斯舱段的“搜索”号模块完成自动对接。
日本飞船
2009年9月11日从
种子岛宇宙中心升空的空间站转运飞行器是日本首款太空货运飞船，它将承担起为国际空间站运送实验设备、食品等补给物资的重任。
该空间站转运飞行器呈圆筒状，全长约10米，最大直径约4．4米，能装载约6吨货物，发射时的质量约16．5吨，与运载火箭分离后能自主飞行直到空间站；补给物资后，能从空间站脱离，在冲入地球大气层时燃烧殆尽。 该空间站转运飞行器由加压货舱、非加压货舱、暴露集装架、电子模块和推进模块组成，还搭载有通信系统、天线和反射板等设备。 加压货舱主要运载国际空间站内部用补给物资，包括实验台、饮用水和衣物等，当空间站转运飞行器处于和空间站对接状态时，宇航员们能够进入加压货舱作业。暴露集装架收藏于非加压货舱内，是运送国际空间站外部实验装置和电池的货架。作为国际空间站补给物资的运输工具，空间站转运飞行器1号飞行任务预定持续约36天，主要为空间站送去7个实验台、“希望”号实验舱保管室所需的1个保管台、空间站外部实验装置等共约4．5吨物资。
欧洲飞船
欧洲航天局制造的ATV自动货运飞船运货能力接近8吨，大于俄罗斯的“进步”货运飞船。ATV飞船除了向国际空间站运送货物外，还可用作太空拖船，在必要时帮助国际空间站提升轨道。ATV飞船的一大特点是具有先进的高精度导航能力，可在较少地面控制的情况下自动与国际空间站对接。
美国飞船
当地时间2023年6月26日，美国国家航空航天局（NASA）表示，美国太空探索技术公司（SpaceX）的“龙”货运补给飞船将于29日离开国际空间站，将科学研究样本和硬件带回地球。飞船计划于美国东部时间29日中午12时05分与国际空间站脱离，并于30日凌晨2时30分左右溅落在美国东南部佛罗里达州海岸附近。
当地时间2024年1月30日，美国诺思罗普-格鲁曼公司的“天鹅座”货运飞船发射升空，携科研物资和补给赴国际空间站。
中国
据
中国载人航天工程新闻发言人透露，在2016年相继完成长征七号运载火箭首飞试验、
天宫二号与
神舟十一号载人飞行任务后，2017年4月中下旬，将在文昌航天发射场发射
天舟一号货运飞船，开展货物运输补给、推进剂在轨补加、自主快速交会对接等多项关键技术试验。此次任务是中国载人航天工程空间实验室阶段的收官之战，对于空间站工程后续任务顺利实施具有极为重要的意义，将标志着中国载人航天工程胜利完成“三步走”战略中的“第二步”任务，为空间站建设任务奠定坚实技术基础。目前，天舟一号飞行任务各项准备工作正按计划紧张开展。
2021年5月16日，
天舟二号货运飞船与
长征七号遥三运载火箭组合体已转运至发射区。
北京时间2021年9月20日15时10分，搭载天舟三号货运飞船的长征七号遥四运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，约597秒后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，15时22分，飞船太阳能帆板顺利展开且工作正常，发射取得圆满成功。后续，天舟三号货运飞船将与在轨运行的空间站组合体进行交会对接。
2022年5月10日01时56分，由航天科技集团五院抓总研制的天舟四号货运飞船，在海南文昌发射场由长征七号遥五运载火箭成功发射。2022年11月9日14时55分，据中国载人航天工程办公室消息，已完成既定任务的天舟四号货运飞船，顺利撤离空间站组合体，转入独立飞行阶段。
北京时间2023年5月5日15时26分，天舟五号货运飞船顺利撤离空间站组合体，转入独立飞行阶段。5月9日，天舟六号发射任务组织全区合练，各系统已经完成相关功能检查，做好发射前的各项准备工作。5月10日，据中国载人航天工程办公室消息，
长征七号遥七运载火箭已完成推进剂加注，瞄准北京时间2023年5月10日21时22分，在中国文昌航天发射场发射
天舟六号货运飞船。
2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射升空。5月10日晚，天舟六号货运飞船发射任务取得圆满成功。
2023年5月11日5时16分，天舟六号货运飞船入轨后顺利完成状态设置，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后，天舟六号将转入组合体飞行段。
2024年1月12日，天舟六号货运飞船顺利撤离空间站组合体，转入独立飞行阶段。将于近期择机受控再入大气层，货运飞船绝大部分器件将在再入大气层过程中烧蚀销毁，少量残骸将落入南太平洋预定安全海域。
北京时间2024年1月17日22时27分，搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，约10分钟后，天舟七号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，之后飞船太阳能帆板顺利展开，发射取得圆满成功。天舟七号货运飞船入轨后顺利完成状态设置，于北京时间2024年1月18日1时46分，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后，天舟七号将转入组合体飞行段。