Союз ТМ-4 — пилотируемый космический аппарат серии «Союз ТМ», модификация 7К-СТМ № 54, тип скафандра Сокол-К2 — полётный, Орлан-ДМ — для ВКД, Орлан-ДМА — с 20 октября 1988 года.

На взлёте:

• Владимир Титов (2-й полёт) — командир экипажа.
• Муса Манаров (1-й полёт) — бортинженер.
• Анатолий Левченко (1-й полёт) — космонавт-исследователь.

При посадке:

• Анатолий Соловьёв (1-й полёт) — командир экипажа.
• Виктор Савиных (3-й полёт) — бортинженер
• Александр Александров  Болгария (1-й полёт), космонавт-исследователь.

• Масса аппарата: 7070 кг
• Перигей: 337 км
• Апогей: 357 км
• Наклонение: 51,6°
• Период обращения: 91,5 минуты

Это третья основная экспедиция на орбитальную станцию «Мир». Манаров и Титов заменили на орбите Романенко и Александрова. Левченко работал в группе специальной подготовки по программе «Буран» и вернулся на Землю в спускаемом аппарате корабля Союз ТМ-3, совместно с Романенко и Александровым. Перед тем как покинуть станцию, Романенко и Александров продемонстрировали вновь прибывшим работу скафандров для выхода в открытый космос.

Экспедиция Союза ТМ-4 провела биологические эксперименты, включая рост биологических кристаллов на установке в модуле Квант-1. Была проведена учебная тревога.

Титов и Манаров проводили наблюдения галактик и звёздных групп в УФ части спектра на телескопе Глазар в модуле Квант-1. При этом требовались выдержки порядка 8 минут. В течение этого времени любое движение космонавтов приводило к размытию изображения, и поэтому на время съёмки космонавты должны были быть неподвижны.

Также была выполнена программа совместного полёта, включавшая 59 экспериментов, подготовленных болгарской стороной.

• Космический корабль «Союз-ТМ4»