航天飞机，英文SpaceShuttle。Shuttle在英语中有”定期往返客车“、”定期往返列车“、”定期往返轮渡“、”定期往返航班“等意思。航天飞机所以有这样的名字，正是因为它有着能够多次往返于天地之间的本领。
航天飞机既能像运载火箭一样把人造卫星等航天器送入太空，也能像载人飞船那样在轨道上运行，而且还能像飞机一样在大气层中滑翔着陆。它在轨道上运行时，可在机械和宇航员的配合下完成多种任务，如在轨道上发射和布放卫星，维修和回收卫星，攻击和捕获敌方卫星，执行空间营救和支援以及运送大型空间建筑的构件等等。航天飞机为人类自由出入太空提供了很好的工具，它的研发大大降低了航天活动的费用，是航天史上的一个重要里程碑。
它的结构主要由三大部分组成：①轨道飞行器，包括三副引擎火箭、驾驶员舱、乘务员舱和载货舱。②用作提供推进的外贮箱。③火箭助推器，共有两枚，使用固体燃料。
航天飞机起飞时可以像火箭那样垂直发射，在运行过程中，为了减轻负担，可以把工作完毕后的固体燃料火箭助推器和推进外贮箱抛掉。航天飞机的主要机械在返回地面后经过整修还可以继续使用。一般航天飞机上的宇航员是7名，飞行时间一般在2周以下，最长可达28天。
美国于1972年开始研制与实施航天飞机的计划。第一架航天飞机”企业号“1977年开始在各种复杂的地面上和大气层中试验。1981年首次用”哥伦比亚号“航天飞机在太空试验飞行，飞行三天后成功地返回地面。从此以后，载人的航天飞机开始进入太空。
航天飞机把人载入太空，在上面可以进行科学实验，比如太空育种、药物合成、晶体提纯、金属冶炼、宇宙观测等等，因为航天飞机上的物体处于失重状态，这是在地球上做不到的。所以可以做很多地球上因为重力影响没法做的实验。
航天飞机的好处就是可以重复使用，节约经费。并且在返回地球的时候不用燃料，像鹰一样是靠滑翔降落到地面的。航天飞机的外形就像普通飞机一样，但它的表面必须有隔热层，否则飞回地球的时候会被自身与空气剧烈摩擦产生的热量烧毁美国1972年开始开发第一架航天飞机”企业号“样机后总共生产5架：第一架是”哥伦比亚号“；第二架是”挑战者号“；第三架是”亚特兰蒂斯号“；第四架是”发现号“；第五架是”奋进号“。其中”挑战者号“于1986年1月28日发射升空后73秒钟在空中爆炸，7名宇航员魂驻蓝天。”哥伦比亚号“于2003年2月1日返回地面时，在大气层中爆炸坠毁，7名宇航员全部罹难。
目前航天飞机的主要任务是向国际空间站运送宇航员和各种建设用部件和补养。航天飞机的可靠性还是非常高的，自1986年1月挑战者号发射失败后一直到2002年4月为止已成功飞行过110次。
目前美国国会已经批准在2010年让所有航天飞机退役。而美国宇航局设想的下一代”载人探索航天器“将安装在运载火箭顶端。航天飞机将逐渐告别世界载人航天的舞台。
作为未来的运载火箭系统，乘员运载火箭系统（CLV）是美国推出的新一代航天运载工具。乘员运载火箭系统并不是一个航天器，而是一组航天器，其基本功能是将宇航员送上地球轨道，在不同环境下完成不同的任务，包括向月球部署登月器等。乘员运载火箭系统遵循人货分离的原则，将分别把人员和货物送入轨道，而不是像现在的航天飞机一样，人与货物一起进入太空。乘员运载火箭系统无疑将开启人类探索太空的新时代。