Le M2TSI comporte six modules d'enseignement qui introduisent les différents concepts théoriques et pratiques dont ont besoin les étudiants pour s’insérer dans le tissu de l’industrie spatiale. Ces modules permettent d’acquérir 39 ECTS. Le septième module correspond à un stage de quatre à six mois réalisé de préférence en entreprise pendant lequel les étudiants essaient de résoudre un problème rencontré par les industriels du monde spatial. Il donne aux étudiants 21 ECTS.
Le M2TSI participe au SpaceMaster (spacemaster.eu). A ce titre, plusieurs étudiants étrangers sont accueillis chaque année en deuxième année, après avoir effectué leur première année en Suède (Université de Lulea, campus de Kiruna). Afin de favoriser l'accueil d'étudiants non-francophones, la quasi-totalité des cours est dispensée en anglais.
