航天飞机是一种可重复使用的由运载火箭发射的飞行器，用于进入地球轨道，在地球与轨道航天器之间运送人员和物资，并滑翔降落回地面。第一架航天飞机于1981年4月12日发射升空。航天飞机主要由3部分组成：带机翼的轨道器，用于运载航天员和物资；外部推进剂箱，用于携带供3台主发动机使用的液氢和液氧；一对大型固体推进剂捆绑式助推火箭。整个系统的起飞重量达2000吨，高56米。发射时，助推器和轨道器主发动机同时点火，推力达3100万牛顿。起飞后约两分钟，助推火箭被抛弃并用降落伞降落，回收后再次使用。轨道器将外部推进剂箱中的推进剂消耗完时，已获得99%的轨道高度，于是抛弃。此推进剂箱在坠入大气层时解体。虽然航天飞机像常规载人航天器一样垂直发射，但不同的是，它能像普通喷气式飞机一样滑翔降落在跑道上。轨道器在设计上可重复使用00次，降低了航天飞行的成本。航天飞机可将卫星和探测器装入它的货仓带到太空去施放，也可由航天员在太空中回收或修理轨道上出了问题的卫星。航天心机还可用作太空实验室，携带专门的研究设备进行各种科学实验。航天飞机完成任务返回地面远比升空时的难度与危险性要大。当轨道飞行器返回地球重入大气层时，它必须十分精确地调整好自己的状态和角度。由于机身与空气的剧烈摩擦，其外部可产生1500摄氏度的高温，如果没有防护装置，飞机将会熔化。所以，在航天飞机的外表覆盖了一层大小形状不同的黑色光亮的硅酸盐纤维瓷片，这些瓷片的隔热性能非常好，可以保证热量不被传导到飞行器上。航天飞机是迄今为止人类所制造的最复杂、最尖端的运载工具。它庞大而精密的系统由数百万个零部件组成，其中任何一个出现问题，都可能导致整个航天飞机毁灭。两架失事的航天飞机，一个是因为小小的密封圈发生泄漏，在起飞后不久发生了爆炸；一个是因为瓷片脱落击坏身，在重返大气层时发生机身解体。两次事故使十几名宇航员壮烈牺牲。人们在感激这些勇士，震惊这种灾难的同时，仍然会对科学事业充满不懈的激情。
目前只有美国拥有航天飞机，但由这些航天飞机所进行伟大事业，使人类对科学的认识产生了突飞猛进的作用。
