航天飛機是飛機和火箭的結(jié)合體，它既能像火箭那樣發(fā)射到宇宙空間遨游，又可像飛機那樣降落到機場。

通常，航天飛機由上下部分組成；上部是航天飛機的主體，叫做軌道級，它的形狀像一架大型噴氣式客機。下部是兩臺固體助推火箭和一個大燃料箱，這是一個龐然大物，有十幾層樓房那么高，是用來供給軌道級上主發(fā)動機燃料的。

軌道級分前、中、后三段。前段是乘員艙，艙內(nèi)氣壓等于正常大氣壓，可乘3-7名宇航員，多到10人。中段是個很大的運載艙，可以裝載人員、衛(wèi)星、科學(xué)儀器和航天武器等，還有在空間用來裝卸貨物的巨型遙控機械手。后段裝有三臺發(fā)動機，以及使航天飛機作機動飛行，保持飛機的穩(wěn)定，進行姿態(tài)變換的動力裝置。

航天飛機分三步登天。起飛時，像火箭一樣豎立在火箭發(fā)射臺上，三臺發(fā)動機和置于大燃料箱兩旁的兩臺火箭助推器，幾乎同時點火。當(dāng)航天飛機升到五六十公里的高空時，兩臺助推器燃燒完畢，自動脫落，并打開降落傘降落，以便回收后下次再用。這里航天飛機的時速已達5000多公里，依靠主發(fā)動機的推力，繼續(xù)向高空沖去。大約起飛后8分鐘，航天飛機已到達預(yù)定的軌道附近，龐大的燃料箱已經(jīng)用完燃料。這樣，航天飛機就乘下軌道級了，由于裝在后段的機動發(fā)動機的作用，軌道級正式進入太空軌道飛行。

航天飛機入軌后，運載艙上的艙門打開，就可以執(zhí)行各種任務(wù)了。航天飛機可以在太空飛行一個月之久。

航天飛機要返回地球時，便啟動機動發(fā)動機，使它脫離原來的地球軌道，高度逐漸降低，再入大氣層，在大氣動中作無動力滑翔飛行，最后像普通噴氣式客機那樣，在跑道上俯沖著陸。返回地面后，經(jīng)過維修保養(yǎng)，補充燃料，加裝助推器和燃料箱，又可再次升空飛機。這種航天飛機可以重復(fù)使用100次左右。

航天飛機上升和再入大氣層時加速度很小，可供健康的人乘坐遨游太空。還可以在軌道上發(fā)射人造衛(wèi)星，進行科學(xué)實驗和修理衛(wèi)星，以及用于軍事目的等。航天飛機還可以作為“運輸機”為空間實驗室運送部件、器材、物資和人員。