Для повышения прочности и жёсткости корпуса станции при минимизации её веса корпус изготавливался из плиты алюминиевого сплава толщиной 50 миллиметров, при этом в плите выфрезеровывались периодические кубы с длиной стенок 70 и толщиной стенок между ними 2,5 миллиметра, аналогичной толщины оставалась и стенка космического аппарата. Таким образом, создавалась ячеистая структура, обладавшая высокой жёсткостью. Первоначально габаритные панели аппарата (2х 1 метр) фрезеровались механически и сваривались, позднее был применён более прогрессивный метод электрохимфрезерования.
Рабочий отсек «Алмаза» имел диаметр 4,1 метра, что позволяло транспортировать станцию по железной дороге. Станция имела стыковочный узел, шлюзовую и пусковую камеры, оснащалась оптическими и телевизионными системами наблюдения, дополненными длиннофокусным фотоаппаратом «Агат» с высокой разрешающей способностью и системой полуавтоматической обработки плёнки. Для радиосвязи с Землёй на борту имелись усовершенствованная система «Аврора» с впервые установленной на пилотируемых КА аппаратурой ЗАС связи и телевизионный канал связи. Для управления разными типами аппаратуры на станции была установлена БЦВМ «Аргон-16». Станция была снабжена оптическим визиром ОД-5 с возможностью кратковременной фиксации оси наблюдения, панорамно-обзорным устройством, перископом кругового обзора для космического наблюдения. Станция оснащалась также инфракрасной аппаратурой наблюдения «Волга».
Для обороны от нежелательных «гостей» станция «Алмаз» была снабжена в носовой части скорострельной авиационной пушкой. Это была оригинальная 30-мм пушка конструкции А.Э. Нудельмана «Щит-1» («Алмаз-2»), а последующие «Алмазы» должны были быть вооружены и пороховыми ракетами «космос — космос» — «Щит-2».
Рабочий и бытовой отсеки станции были снабжены системами кондиционирования и терморегулирования атмосферы и даже физическим тренажёром с беговой дорожкой и эспандерами.
В отличие от всех других кораблей и станций своего времени «Алмаз» имел гораздо более высокую насыщенность научной, наблюдательной и военной аппаратурой.
Решение важнейших задач снабжения орбитальных станций новой аппаратурой и расходуемыми материалами возлагалось на транспортные корабли снабжения (ТКС). ТКС представлял собой сложный 19-тонный пилотируемый корабль, имевший возможность доставлять на орбиту грузы весом до восьми тонн. Он имел активную систему стыковки, мощную энергетику и систему управления движением, развитые средства бортовой автоматики и управления, необходимое радио- и телевизионное оборудование. Кроме доставки экипажей и грузов ТКС мог длительно осуществлять энергоснабжение, ориентацию и управление комплексом, имея большой запас топлива.
Конструктивно ТКС состоял из многоразового возвращаемого аппарата (ВА) и функционально-грузового блока (ФГБ), герметичные объёмы которых соединялись через люки-лазы в днище. Возвращаемый аппарат размещался в носовой части ТКС и обеспечивал надёжное спасение экипажа на любом этапе полёта.
Стыковочный агрегат ТКС располагался на заднем торце ФГБ и обеспечивал даже при 20-тонных массах стыкуемых объектов надёжное восприятие динамических нагрузок, возникающих в процессах стыковки за счёт специальных механизмов амортизации и выравнивания.
Агрегаты двигательных установок, восемь цилиндрических топливных баков, солнечные батареи, датчики и антенны ТКС располагались вокруг корпуса ФГБ. Они закрывались при выведении обтекателями. Остальное оборудование размещалось внутри гермокорпуса ФГБ. ТКС мог работать в автоматическом или пилотируемом режимах и совершать полёты автономно или совместно со станцией.
Каждая станция «Алмаз», выводимая на орбиту тяжёлой ракетой-носителем УР-500К, имела 32 двигателя: два двигателя коррекции тягой по 400 килограммов и четыре — по 40 килограммов, 16 двигателей жёсткой стабилизации тягой по 20 килограммов и 12 двигателей мягкой стабилизации тягой по 1,2 килограмма. Все эти двигатели из соображений надёжности были увязаны в две независимые топливные системы.