20世纪60年代初，人类制造出宇宙飞船，买现了邀游太空的梦想。这种航天活动造价高得惊人，一次发射活动的费用要花掉10亿美元。航天器的使用是一次性的，不能重复使用。人们设想，如果能造出地面和太空轨道间能多次往返飞行的飞行器该多好。
20世纪80年代初，美国人首先研制并使用了航天飞机。它是集现代航空技术、火箭技术、空间技术于一身的综合产物。航天飞机继承了火箭导弹和空间技术全部性能，又兼具航空飞机主要特点。航天飞机的发明，是人类航天历史中的又一个里程碑。
航天飞机包括火箭助推器、轨道器和外挂推进剂贮箱三部分。轨道器像一架大型三角翼飞机，航天飞机用火箭发射入轨道后，只有载人轨道器在轨道上像人造卫星和飞船一样运行。再进入大气层后，轨道器又像飞机一样，作无动力滑翔飞行和水平着陆。
航天飞机起飞像火箭，飞行像飞船，着陆像滑翔机。它综合了火箭、航天器和飞机的技术，集航空、航天技术于一身。轨道器可以重复使用100次。
美国首批制造的航天飞机有“哥伦比亚号”、“挑战者号”和“阿特兰蒂斯号”等，每架造价约为30亿美元。
航天飞机具有航天飞行器特有的优势，为人类航天活动开辟了更为广阔的前景。到21世纪初，航天飞机将占据空间运载系统的主导地位。人们设想，要让它的往返运输功能单一化，将运送人员和运送货物的功能分开。
有人可能会问：航天飞机是不是飞机呢？回答是否定的。航天飞机不像飞机那样可“随意”机动飞行。看起来轨道器的外形像一架大型三角翼飞机，但它进入轨道以后，也是服从星际的运动规律，借助于它的初始速度和地球引力在固定轨道上作无动力运动。只有改变轨道时，它才开动变轨火箭发动机。人们常听说航天飞机完成任务后返回了地面，实际上滑翔回来的只不过是轨道器而已。