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航天飞行器。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的飞机，返回地面时能像滑翔飞机或飞机那样下滑和着陆。航天飞机是人类自由进出太空的很好的工具，是航天史上的一个重要里程碑。
年4月，美国宇航局提出建造一种可重复使用的航天运载工具的计划。1972年1月，美国正式把研制航天飞机空间运输系统列入计划，确定了航天飞机的设计方案，即由可回收重复使用的固体火箭助推器，不回收的两个外挂燃料贮箱和可多次使用的轨道器三个部分组成。经过5年时间，1977年2月研制出一架"创业"号航天飞机轨道器，由波音747飞机驮着进行了机载试验。1977年6月18日，首次用飞机机载飞上天空进行载人试飞，参加试飞的是宇航员海斯（C·F·Haise）和富勒顿（G·Fullerton）两人。8月12日在飞机上进行的载人飞行试验圆满完成。又经过4年，第一架载人航天飞机终于出现在太空舞台，这是航天技术发展史上的又一个里程碑。
美国"哥伦比亚"号航天飞机
4月12日，世界上第一架实用的航天飞机"哥伦比亚"号实现了人们期待已久的处女航。
"哥伦比亚"号由1个轨道器、1个外储箱和2个固体火箭助推器组成。航天飞机分前、中、后三段，前段是与大气压力相同的驾驶舱和生活舱，有4个座位，一般可乘3—7人，在轨道上可持续工作7—30天。座舱的底甲板下有厨房、进餐间、储藏室、卫生间、密封舱。机身中段有一个货舱，可载人、卫星、科学仪器、航天武器和用于在空间抓装货物的遥控机械手等，可载货30吨。机身后段装有3台主发动机和保证航天飞机机动飞行、保持稳定、姿态变换和反推控制的动力系统。航天飞机的机腹下是两台固体助推器和一个外储箱。外储箱用于储存液氢和液氧推进剂并向主发动机输送推进剂，加注推进剂后质量740吨，当燃料用完后，外储箱自行脱落，在大气中烧毁。固体火箭推进器为航天飞机在垂直起飞和飞出大气层的过程中提供78％的推力。整个机身覆盖有30000多块耐热性能极高的防热瓦，可耐高温1000-2000℃，保证防护机身往返飞行100次而不被高热侵蚀磨损。在首航发射后不久，机身尾部脱落了几块防热瓦，但并未造成严重后果。"哥伦比亚"号初航的成功，是航天技术上的一个重大突破，比起人类首次登月来说是更伟大的创举，甚至是"更伟大的里程碑"。
"哥伦比亚"号航天飞机是融运载火箭、载人飞船和飞机三种运载工具的功能为一体的一种航天工具。它像火箭那样垂直起飞，既能在大气层内飞行，又能在大气层外飞行，还能把人造卫星等物品送入预定轨道；能够在空间轨道上进行多次机动飞行，以完成交会、捕捉等任务；它能像飞机那样在大气中滑翔，在跑道上着陆；它能处理飞行过程中出现的各种故障，有较高的安全飞行能力。航天飞机的用途很广，可以从事各种军事侦察、监视、窃取情报以及通信联络、指挥、导航等活动；可以摧毁对方的间谍卫星和其他轨道飞行器，甚至摧毁地面战略目标；还可从事科研工作。
美国"发现者"号航天飞机
1月25日14时50分，"发现者"号航天飞机由肯尼迪航天中心发射升空。这是世界上航天飞机第一次执行全军事任务的飞行。航天飞机绕地球飞行47圈。飞行中，除进行了军事试验外，还从航天飞机上施放了一颗2.5吨的高级间谍卫星，部署在苏联以南赤道上空约3.6万千米的同步轨道上，用于跟踪苏联的导弹试验，窃取苏联的遥测、电台广播及雷达发出的信号，并监听欧、亚、非广大地区的通信联系，以便获得军事情报。
"发现者"号航天飞机这次飞行，是在极其秘密的情况下进行的，发射时间在起飞前9分钟才宣布。飞行中，全部通信采用密码，并取消了常规飞行每8分钟发布飞行进展情况的简报。
"发现者"号是美国第三架航天飞机，这架航天飞机于1984年8月30日至9月5日进行首航，绕地球96圈，飞行约400万千米。在头三天飞行中，每天都成功地施放一颗通信卫星，创造了在一次飞行中连续成功施放3颗卫星的记录和施放成功率为百分之百的记录。
年6月在"发现者"号航天飞机上完成了激光发射试验，加快了空间武器的研制过程。航天飞机进行一系列的军事行动，使得航天飞机对未来的太空战争的重要意义更加明显。当然，"发现者"号航天飞机执行的任务中，不仅完成军事飞行任务，发射国防有效载荷，而且进行了许多科学技术实验，发射科研有效载荷。
苏联"暴风雪"号航天飞机
11月15日，苏联从拜科努尔发射场用"能源"号火箭首次成功地发射了"暴风雪"号大型航天飞机，完成了围绕地球两圈、3小时25分钟不载人飞行和自动返回着陆，对航天飞机自动入轨、飞行和返回时的各系统及航天飞机的结构进行了综合试验。"暴风雪"号航天飞机的这次首航，机上不载航天员，全部飞行包括重返大气层和着陆，都由机上电子计算机自动控制系统操纵。这是世界上第一架全自动飞行的航天飞机。这以前，美国的航天飞机虽然有自动驾驶和着陆系统，但都是航天员手控着陆。
"暴风雪"号航天飞机由起飞推力为3500吨的"能源"号火箭助推到亚轨道速度，在160千米的高度启动自身的轨道机动发动机，将"暴风雪"号推上高度为250千米的圆形轨道。在轨道上执行完任务后，再次启动轨道机动发动机，制动和脱离运行轨道，再入大气层，实施无动力滑翔返回和着陆。
"暴风雪"号有后掠式三角翼、长长的有效载荷舱及大型垂直尾翼，由增压前舱、货舱和尾舱组成。前舱包括指挥舱、设备舱和生活舱。生活舱里可安装气闸舱。所有的手动控制设备都装在乘员乘坐的指挥舱内。"暴风雪"号航天飞机长36.4米，机身直径5.6米，翼展24米，乘员组座舱容积约70立方米，可供2-4名航天员工作，另有6个座位供乘员使用；满载时的起飞质量约105吨，返回降落时最大质量82吨，能携带30吨有效载荷入轨，从太空返回时能运载20吨货物。
与美国航天飞机相比，"暴风雪"号的特点是：实现了自动着陆；主发动机不在飞机内；飞机几乎完全依靠"能源"号火箭的推力；"能源"号火箭采用的全部是液体推进剂，通过采用故障防护装置，可保证在一、二级火箭中任何一台发动机失灵时，仍能正常工作；机翼棱角较分明，装配容易；货舱尺寸稍大，能运送更大有效载荷；可回收"能源"号的第一级液体火箭，经检修后可重复使用；增加了救生装置。
苏联设计的航天飞机主要用途是为轨道空间站服务，包括运送人员和设备，也可维修卫星和更换使用期满的部件，或将轨道飞行器送回地面。但美国还认为，苏联的航天飞机还可能用于部署反卫星武器的反弹道导弹武器。
欧盟"使神"号航天飞机
"使神"号航天飞机又叫"赫尔墨斯"号航天飞机。赫尔墨斯是古希腊神话中主管商业、交通和旅行的使神，穿飞行鞋，日行千里，在人间和天堂之间奔忙。建造这一航天飞机是法国国家空间研究中心于1983年提出的，1985年1月欧洲空间局罗马会议决定，建立独立的载人／运货天地往返运输系统，并委托法国联络欧洲各国实现"使神"号欧洲化。1991年11月欧洲空间局决定将"使神"计划分为三步进行：第一步研制外形和尺寸与"使神"号完全相同的X-2000无人试验机，掌握发射、高超音速再入大气层和着陆技术，计划试验机于2004年进行载人飞行。第二步获得载人运输能力。第三步掌握在轨（载人）服务技术。后因预算和技术问题，"使神"号计划被迫暂时停止。
"使神"号航天飞机的飞行方式是垂直发射—水平着陆。"使神"号航天飞机被装在"阿丽亚娜"5号火箭的前端，垂直发射以后进入围绕地球的低轨道，在轨道上完成向太空基地运送人员和补给物资以及发射卫星等任务后，再入大气层返回地面，水平降落在机场上。
"使神"号航天飞机在功能和外形上均与美国目前的载人航天飞机相似，能载3名航天员，装有救生舱。与美国的航天飞机相比，"使神"号航天飞机具有小巧灵活的优点。"使神"号航天飞机能够将3吨有效载荷及3名航天员送到近地轨道；将3吨重有效载荷送到高483千米的空间轨道；并能带回1.5吨的载荷。它可在轨道上停留一个月，进行军事活动、科学实验和太空生产等任务。
美国"挑战者"号航天飞机
"挑战者"号航天飞机，于1983年4月4日至9日进行首次轨道飞行，施放一颗2.2吨数据中继卫星；1983年8月30日至9月6日进行了多项机械臂实验。1984年4月，美国"挑战者"号航天飞机进入太空，执行修理已失灵的"太阳峰年观测卫星"的任务。航天飞机利用交会和接近技术与该卫星接近，航天员在舱外行走7小时零7分钟，试图抓住卫星未果。后来又用加拿大制造的15米多长的遥控机械臂，捕捉到了这颗卫星，带回到"挑战者"号航天飞机货舱内，由航天员替换了损坏的电子部件，修复好后又把卫星送回轨道。这是世界航天史上第一次太空修理活动。
年4月，成功施放的"跟踪与数据中继卫星"是当时最重的。1983年8月30日，它实现了航天飞机首次夜间起飞，这是航天飞机可以全天候飞行的开端，意味航天飞机可以全天候执行军事任务。1984年2月3日"挑战者"号航天飞机升空进行飞行，2月7日，航天员麦坎德利斯第一次实现太空自由行走，他大胆地解开与航天飞机之间的安全带，是靠身上带的推进和控制装置，到离航天飞机97米远的空间进行活动，历时90分钟，之后返回母机。
年10月5日至13日的飞行中，"挑战者"号航天飞机上航天员第一次达到7人，而且女航天员首次出舱进行了活动。1985年10月30日"挑战者"号航天飞机升空，是航天飞机第一次同时载8名航天员进入太空。航天飞机每次飞行的费用为1.5亿-2亿美元。
