多个世纪以来，人们注视着空中的飞鸟而梦想有一天自己也能在天空中飞翔。直到18世纪末期，人们才实现空中飞行的梦想。1783年，一只由蒙哥尔费兄弟设计的气球载着两名国外的乘客，从法国巴黎起飞。这是人类首次翱翔于天空。发射航天飞机其实早在17世纪，伟大的英国科学家牛顿发现万有引力定律后就曾指出：如果在高山上平行发射一颗炮弹，如果炮弹的速度达到每秒钟8千米，那么这颗炮弹就不会掉到地面上来，而会沿着圆形轨道绕地球旋转，成为人造的地球卫星。如果发出的炮弹速度足够大，则有可能飞出地球，去做宇宙飞行了。牛顿当时正确地指出，只有加大物体的飞行速度，才能克服地球的吸引力。
1947年，查克·耶格尔驾驶一架以火箭推动的飞机，突破了音障，实现了超音速飞行。这次飞行是在海拔很高的空中进行的，在那里空气相当稀薄，因而飞机的飞行很像宇宙飞船。
接下来是在高速度远距离飞行上的一次进步——这可是前进了一大步——这就是航空航天飞机的问世，因为它既能在太空中也能在大气层中运行，所以称之为航空航天飞机。它被强有力的助推器发射进入地球轨道，返回时则能像一架滑翔机一样在跑道上降落。为了避免飞机外层与空气摩擦而产生巨大的热量，它最重要的部位都覆有特殊的防热瓷砖。
这种新型的往返于地球与太空间的交通工具可以代替航天飞机将宇航员和货物运送到地球轨道中的某一空间站，它也可以成为一艘沿着轨道飞行的宇宙飞船，还可以是一架速度极快的客机。
航空航天飞机都有一段长长的，像针一样的“鼻子”，都有与飞机轴线成锐角安装的后斜式三角翼；使用的是超音速燃烧冲压式喷气发动机，发动机被安装在航天飞机下部，并且利用飞机的一些零件作为发动机的一部分。当空气从机身前部的下面通过时，便会被减速、压缩，之后便进入到飞机的发动机短舱。在那里，压缩的空气与燃料混合在一起，并产生爆炸。这股极热的气流从发动机的后部冲出，便形成了机体底部后面极大的推动力。
航空航天飞机本身能完成一系列的操作，如装载货物、上跑道、开足马力、起飞、直接飞入太空中，在高空中飞行几个小时或几天以后，它会自己返回地球并在它起飞时的同一跑道上着陆。
到目前为止，航空航天飞机已在宇航领域有了出色的表现，它必将为人类的天文学事业做出巨大的贡献。