Det ubemannede romskipet var fullt utstyrt for en bemannet ferd, til og med var der inkludert utstyr som sovepose, mat og medisin. Vinduene på Shenzhou 4 var konstruert av et nytt materiale, designet for å forbli rene, selv etter å ha gått inn i atmosfæren, for å tillate (en mulig) taikonauten ombord å bekrefte at fallskjermene hadde utløst. Det har vært sagt at utstyret ombord ikke hadde noen særlige forskjeller sammenlignet med det senere bemannede Shenzhou 5. En uke før oppskyting hadde taikonauter trent inne i romskipet for å gjøre seg kjent med systemene om bord.
Romskipet sin bane ble endret ved manøvrer 29. desember, 4. og 5. januar ble det gjennomført mindre endringer i banen.
Oppskytingen av Shenzhou 4 ble observert av flere fremstående kinesiske politikere og militære.
Shenzhou 4 hadde med seg 100 frø i et eksperiment for å undersøke effekten på planter dyrket ut fra disse frøene. Totalt ble det utført 52 eksperimenter om bord der man undersøkte områder innenfor fysikk, biologi, medisin, jord-observasjon, material-vitenskap og astronomi.
Fire skip ble brukt til å følge romferden, ett utenfor Sør-Afrika, ett i Det indiske hav utenfor vestlige Australia, ett nær Japan og det siste like vest av New Zealand.
Landingskapselen landet trygt cirka 40 km fra Hohhot i Indre Mongolia. Som ved de tidligere Shenzhou-ferdene, ble kommandoen for å gå inn i atmosfæren gitt fra et av følgeskipene. Før ferden ble det antatt at kineserne kunne komme til å prøve en vannlanding (som Apollo) for å teste nød-systemer, men dette skjedde ikke. Kretsløp-modulen forble i bane til 9. september 2003.
