航天飞机是可以重复使用的、往返于地球表面和近地轨道之间运送人员和货物的飞行器。它在轨道上运行时，可在机载有效载荷和乘员的配合下完成多种任务。航天飞机通常设计成火箭推进式，返回地面时能像常规飞机那样下滑和着陆。航天飞机为人类自由来往太空提供了极佳的运载工具，是航天史上的一个重要里程碑。
航天飞机的飞行轨道通常是近地轨道，高度在1000千米以下。需要在高轨道运行的有效载荷，也可以由航天飞机送上近地轨道后再从这个轨道发射进入高轨道。航天飞机的运载能力较大，往往采用多级组合的形式，可以串联或并联，也可以串、并联结合。
航天飞机进入轨道的部分叫做轨道器。它具有一般航天器所具有的各种分系统，可以完成多种功能，包括
人造地球卫星、货运飞船、载人飞船甚至小型
太空站的许多功能。它还可以完成一般航天器所没有的功能，如向近地轨道施放卫星，向高轨道
发射卫星，从轨道上捕捉、维修和回收卫星等。
到目前为止，世界上只有美国的航天飞机真正投入使用。美国于1972年开始研制可部分重复使用的航天飞机。1981年4月，世界上第一架航天飞机“
哥伦比亚”号试飞成功，1982年11月首次正式飞行，以后又相继建造了
“挑战者”号、“发现”号（图2）、“
亚特兰蒂斯”号和“奋进”号航天飞机。
美国研制的航天飞机由轨道器、助推器和外燃料箱三部分组成。航天飞机除了作运工具或短期空间试验平台外，还具有重要的军事用途。它可在空间发射和部署通信、导航、侦察等军用卫星，在轨道上维修卫星和把卫星带回地面，因此也可以攻击或捕获敌方卫星，还可实施空间救生和支援，进行空间作战指挥和发射轨道武器等。
航空与航天的主要区别:
航空与航天是人们经常接触的两个技术名词，两者虽然仅一字之差，却被称为两大技术门类，这是为什么呢？
您稍加注意即可发现，航空技术主要是研制
军用飞机、民用飞机及吸气发动机，航天技术主要是研制无人航天器、载人航天器、运载火箭和导弹武器，最能集中体现两者成果的是航空器和航天器。从航空器与航天器的重大区别上即可看出两个技术领域的显著差异。
第一，飞行环境不同。所有航空器都是在稠密
大气层中飞行的，其工作高度有限。现代飞机最大飞行高度也就是距离地面30多千米。即使以后飞机上升高度提高，它也离不开稠密大气层。而航天器冲出稠密大气层后，要在近于真空的宇宙空间以类似自然天体的运动规律飞行，其运行轨道的近地点高度至少也在100千米以上。对在运行中的航天器来讲，还要研究太空飞行环境。
第二，动力装置不同。航空器都应用吸气发动机提供推力，吸收空气中的氧气作氧化剂，本身只携带燃烧剂。而航天器其发射和运行都应用
火箭发动机提供推力，既带燃烧剂又带氧化剂。吸气发动机离开空气就无法工作，而火箭发动机离开空气则阻力减小有效推力更大。吸气发动机包括燃烧剂箱在内都可随飞机多次使用，而发射航天器的运载火箭都是一次性使用。虽然航天飞机的固体助推器经过回收可以重复使用20次，其轨道器液体火箭发动机可以重复使用50次，但与航空器使用的吸气发动机比较起来，使用次数仍然是很少的。吸气发动机所用的燃烧剂仅为航空汽油和
航空煤油，而火箭发动机所用的推进剂却是多种多样的，既有液体的，也有固体的，还有固液型的。
第三，飞行速度不同。现代飞机最快速度也就是音速的三倍多，且是军用飞机。至于目前正在使用的客机，都是以亚音速飞行的。而航天器为了不致坠地，都是以非常高的速度在太空运行的。如在距地面600千米高的圆形轨道上运行的航天器，其速度是音速的22倍。所有航天器正常运行时都处于失重状态，若长期载人会使人产生失重生理效应，并影响健康。正因如此，
航天员与飞机驾驶员比较起来，其选拔和训练要严格得多。一般人买票即可坐飞机，而花重金到太空遨游的人还必须通过专门培训。
第四，工作时限不同。无论是军用还是民用飞机，最大航程计约2万千米，最长飞行时间不超过一昼夜。其活动范围和工作时间都很有限，主要用于军事和交通运输。虽然通用轻型飞机应用广泛，但每次活动范围相对更小。而航天器在轨道上可持续工作非常长时间，如目前仍在使用的联盟TM号载人飞船，可与
空间站对接后在太空运行数月之久。再如航天飞机，能在轨道上飞行7-30天，约1.5小时即可围绕地球飞行一周。载人航天器运行时间最长的当属和平号空间站，它在太空飞行了整整15个年头。至于无人航天器，如各种应用卫星，一般都在绕地轨道上工作多年。有的深空探测器，如先驱者10号，已在太空飞行了32年，正在飞出太阳系向
银河系遨游。航空器的优点是能多次重复使用，而航天器除航天飞机外，只能一次性使用，
载人宇宙飞船也不例外。
第五，升降方式不同。飞机的升空是从起飞线开始滑跑到离开地面，加速爬升到安全高度为止的运动过程。它返回地面降落时只要经过下滑和着陆即可。只有个别飞机如英国的“鹞”型战斗机采用发动机喷口转向的方式使飞机能够垂直起落，但机身并未竖起，仍处于水平位置。而至今为止的航天器发射，包括地面和海上的发射，顶部装着航天器的运载火箭都是垂直腾空的。在完成发射过程中，运载火箭要按程序掉头转向和逐级脱离，最终将航天器送入预定轨道运行。有的航天器发射，中间还要经过多次变轨，情况更为复杂。航天飞机虽然也能施放航天器，但它本身亦是垂直发射升空的。至于返回式航天器，其回归地面必须经历离轨、过渡、再入和着陆四个阶段，远比飞机降落困难。航空器的起飞、飞行和降落与航天器的发射、运行和返回，虽然都离不开地面中心的指挥，但两者的地面设施和保障系统及其工作性能与内容也是大有区别的。
由此，不难想象航空与航天各自包含的广泛技术内涵。