航天飛機繼承了火箭導彈和空間技術全部性能，又兼具航空飛機主要特點。
航天飛機的發明，是人類航天曆史中的又一個裏程碑。
航天飛機包括火箭助推器、軌道器和外掛推進劑貯箱三部分。
軌道器像一架大型三角翼飛機，航天飛機用火箭發射入軌道後，隻有載人軌道器在軌道上像人造衛星和飛船一樣運行。
再進入大氣層後，軌道器又像飛機一樣，作無動力滑翔飛行和水平著陸。
航天飛機起飛像火箭，飛行像飛船，著陸像滑翔機。
它綜合了火箭、航天器和飛機的技術，集航空、航天技術於一身。
軌道器可以重複使用100次。
美國首批製造的航天飛機有“哥倫比亞號”、“挑戰者號”和“阿特蘭蒂斯號”等，每架造價約為30億美元。
航天飛機具有航天飛行器特有的優勢，為人類航天活動開辟了更為廣闊的前景。
到21世紀初，航天飛機將占據空間運載係統的主導地位。
人們設想，要讓它的往返運輸功能單一化，將運送人員和運送貨物的功能分開。
有人可能會問：航天飛機是不是飛機呢?回答是否定的。
航天飛機不像飛機那樣可“隨意”機動飛行。
看起來軌道器的外形像一架大型三角翼飛機，但它進入軌道以後，也是服從星際的運動規律，借助於它的初始速度和地球引力在固定軌道上作無動力運動。
隻有改變軌道時，它才開動變軌火箭發動機。
人們常聽說航天飛機完成任務後返回了地麵，實際上滑翔回來的隻不過是軌道器而已。
空天飛機有哪些特點呢?在航空航天領域，過去情況是飛機和航天飛行器分別在大氣層內、外活動。
飛機可以重複使用，運載火箭一般不能重複使用。
航天飛機每執行一次任務，都要拋掉一個龐大的推進劑箱不再回收(最近的一個新奇設想是在這種箱體內開設太空旅館)，兩枚固體火箭要在海上回收，但必須經檢修後才能再次使用費用很高。
航天飛機每次發射需耗資3~4億美元。
由此可見，發展可以全部重複使用的直接起飛的天地往返運輸工具已勢在必行。
20世紀70年代以來，一些國家都熱衷研究一種將航空、航天技術結合在一起，將火箭發動機和空氣噴氣發動機結合在一起的飛機，它可以從地麵直接起飛，直接進入環繞地球軌道飛行，人們把它叫做航空航天飛機，簡稱“空天飛機”。
空天飛機既能航空又能航天，既裝有空氣噴氣發動機又裝有火箭發動機。
在大氣層內飛行時，使用空氣噴氣發動機；在進入大氣層外飛行時，便轉用火箭發動機。
這種將航空飛機和航天飛機的優點集於一身的飛機，使“空”和“天”得到了完美結合，這異乎尋常的性能使它備受青睞。
空天飛機有哪些特點呢?首先是速度快，其最大時速達3萬千米，這正是宇宙第一速度，可繞地飛行，飛行高度由零高度可直達200千米以上的繞地軌道高度；其次是起降簡便，維修簡化，結構巧妙，並且可以一機多用；第三是空天飛機的運輸成本低還不到航天飛機的10％；第四是空天飛機完全可以做到重複使用。
在世界航天曆史上，空天飛機第一次把航空發動機引進航天領域，充分利用大氣層能源，從根本上改變了航天運輸器隻采用火箭推進的模式，是航空航天技術領域裏的一場革命。
現在，空天飛機已成為一些國家的研究熱點，人們希望它能成為21世紀天地往返的主要運輸工具。
目前，國外研製的空天飛機有兩種：一種雙級的，將空氣噴氣發動機和火箭發動機分別裝在大型超音速運載飛機和航天飛行器裏；另一種是單級的，即我們常說的“一步登天”的空天飛機，它將兩架發動機都裝在一架大飛行器裏。
美國在20世紀80年代就著手論證單級入軌的國家空天飛機的試驗機X-30。
這種掠翼飛機從機場直接起飛，然後一直加速到25倍音速後即可進入地球軌道，按照它的速度計算，兩個小時內就可以從華盛頓直飛東京。