航天器主动姿态控制系统通常由姿态敏感器、姿态控制器和执行机构（又称力矩器）组成。

敏感和测量航天器姿态信息的器件。常用的姿态敏感器包括陀螺仪、红外地球敏感器、太阳敏感器、恒星敏感器、磁强计和射频敏感器等。为了不间断地获得姿态信息，常用陀螺仪和光学姿态敏感器（红外线地球敏感器、太阳敏感器和恒星敏感器）构成组合式姿态测量基准。由陀螺仪提供短期姿态信息，由光学姿态敏感器提供校准信号来修正陀螺的漂移。

利用姿态信息形成控制指令的电子装置。姿态控制器可以是简单的逻辑电路，也可以是较复杂的信息处理器和控制计算机。

根据姿态控制器传输的控制信号产生力矩的装置。常用的执行机构包括喷气执行机构、磁力矩器和飞轮。

①喷气执行机构。通过排出高速气体或离子流对航天器产生反作用力矩，实现对航天器的姿态控制。

②磁力矩器。利用航天器内通电绕组所产生的磁力矩和环境磁场作用来实现航天器的姿态控制。

③飞轮。一种由电机驱动的高速转动部件，通过航天器与装在航天器内的飞轮之间的动量交换来控制航天器的姿态。飞轮是一种动量交换式执行部件。有些姿态控制方案要求飞轮保持一定的平均转速，称这种飞轮为动量轮。有些姿态控制方案要求飞轮平均转速为零，称这种飞轮为反作用轮。如果把飞轮轴安装在框架上，不仅可以改变飞轮动量矩的大小，而且可以改变它的方向，称这种飞轮为框架式飞轮。框架式飞轮有单框架飞轮和双框架飞轮两种。还有一种动量交换式执行部件叫作控制力矩陀螺，是安装在框架内的恒速旋转的飞轮装置，这是一种只靠改变转轴方向来实现控制的执行部件。

主动姿态控制系统的主要优点是精度较高、灵活性大、快速性好，但是需要消耗航天器上的能源，控制电路较复杂，成本较高。

① 航天器的发展趋势之一是航天器越来越大，特别是像太阳电池翼等附件，而结构重量则要求尽可能小。在这种情况下，挠性问题变得突出了。

②航天器内部液体燃料使得姿态控制必须考虑非刚体的问题。

③巨型航天器使得航天站需要考虑分布参数控制的问题。

④高精度、长寿命、能应变和调整控制系统结构、能识别故障并实现综合控制是航天器姿态控制系统进一步发展的重要方向。