15 декабря 1972 г. в ЦКБЭМ был выпущен эскизный проект корабля 7К-ТМ. Корабль был разработан на базе КК 7К-Т (11Ф615А8). Стартовая масса 7К-ТМ составляла 6790 кг, длина по корпусу - 7.13 м. Экипаж корабля состоял из двух человек, ресурс системы жизнеобеспечения - 15 человеко-суток. Для запуска КК в ноябре 1972 г. было решено использовать РН  11А511У «Союз-У», которая позволяла вывести на орбиту полез­ной нагрузки на 200 кг больше, чем РН 11А511 «Союз», применявшаяся для запусков корабля 7К-Т. В связи с большими на­грузками, действующими на КК при выведе­нии, конструкция 7К-ТМ была соответствен­но доработана.

Для обеспечения стыковки с «Аполлоном» был разработан и установлен на бытовом от­секе (БО) корабля 7К-ТМ андрогинный пери­ферийный агрегат стыковки (АПАС; позднее использовалось обозначение АПАС-75). В конструкции узла применялись электро­механические приводы-демпферы, обеспе­чивавшие выдвижение стыковочного кольца с тремя направляющими «лепестками» пе­ред стыковкой и гашение энергии удара при стыковке двух КК (в конструкции американ­ского узла использовались отдельно гидрав­лические демпферы и независимые от них электромеханизмы выдвижения кольца). Для обеспечения сближения с «Аполлоном» на 7К-ТМ устанавливался радиоответчик ка­нала измерения дальности для дальнего этапа сближения, мишень, импульсные све­товые маяки и новые бортовые огни для эта­па ручного причаливания. Ненужная для по­лета по программе ЭПАС система «Игла» демонтировалась.

Система жизнеобеспечения была рас­считана на давление 520 мм рт. ст. при повышенном (до 40%) содержании кислорода. Для обеспечения такого состава атмосфе­ры на борту 7К-ТМ выполнялась следующая процедура. После того, как экипаж занимал места в спускаемом аппарате корабля и за­крывались люки между СА и БО, а также внешний люк БО, проводился наддув БО кислородом на 135 мм рт.ст. После выхода корабля на орбиту открывался клапан вы­равнивания давления между СА и БО, что обеспечивало одинако­вый химический состав ат­мосферы в обоих отсеках. Затем проводился сброс избыточного давления за борт до 520 мм рт.ст. После расстыковки с «Аполлоном» и перед спуском 7К-ТМ на Землю проводился повтор­ный наддув отсеков корабля до нормального атмосферного давления 760 мм рт.ст. с помощью специально разработанного нового агрега­та наддува в составе систе­мы обеспечения газового состава. Кроме того, в со­ставе системы жизнеобес­печения 7К-ТМ были уста­новлены дополнительные регенераторы атмосферы для обеспечения 7-суточного полета. Применение ат­мосферы с большим содер­жанием кислорода потребовало разработки для 7К-ТМ целой системы специальных противопожарных мер. Внутри СА и БО использовались только специаль­ные негорючие и нетоксичные материалы. Впервые на советском корабле установили пенные огнетушители, а для членов экипажа были даже созданы специальные, неэлектризующиеся и негорючие полетные комби­незоны.

В состав системы электропитания были вновь (как первоначально на корабле 7К «Союз») введены две развертываемые трехсекционные солнечные батареи. Это позво­ляло увеличить длительность полета кораб­ля с 3 до 7.5 суток.

Для обеспечения электромагнитной со­вместимости «Союза» с «Аполлоном» была создана новая цифровая телеметрическая система (вместо старой с времяимпульсной модуляцией). В БО корабля была установле­на модернизированная телевизионная сис­тема «Кречет», позволявшая передавать с борта цветные репортажи. Кроме того, на 7К-ТМ была ус­тановлена новая система «Ветка» для обес­печения межбортовых переговоров с «Апол­лоном».