Il s'agissait d'une petite sphère d'aluminium de 58 centimètres de diamètre, pesant 83,6 kg dotée de quatre antennes. La sphère était constituée de deux coques, l'externe servant de protection thermique, la seconde étant pressurisée.
L'intérieur de la sphère contenait de l'azote à une pression légèrement plus élevée que la pression atmosphérique à la surface de la Terre (1,3 atmosphère). Elle contenait les batteries au zinc-argent, des capteurs de pression et de température, un émetteur radio et un ventilateur refroidissant les équipements.
D'autres satellites nommés Spoutnik ont été construits par les Soviétiques, mais les différents programmes se chevauchent ; certains Spoutnik faisaient partie du programme Vostok. D'après la revue américaine Nature, on pourrait comptabiliser entre quatre et vingt modèles de Spoutnik 1.
Exploit technique tout autant que fantastique coup de propagande durant la guerre froide, ce lancement fut un choc pour les États-Unis, et remettait en cause leur prédominance dans le domaine scientifique. Les militaires américains furent atterrés car les radars leur avaient appris (ils turent alors cette information) qu'outre le satellite, la fusée porteuse avait mis en orbite son corps central. Les Soviétiques avaient donc la capacité de lancer des missiles balistiques emportant des armes nucléaires, et pouvant frapper le continent américain. Cette fusée porteuse était d'ailleurs parfaitement visible à l'œil nu, contrairement à Spoutnik 1 qui nécessitait des moyens optiques puissants pour être observé.
Motivés par ce camouflet, les États-Unis durent encore subir l'humiliation du premier lancement raté du projet Vanguard le 6 décembre 1957, avant d'annoncer le 1er février 1958 le succès du lancement d'Explorer 1.