通常在大气层内的飞行被称为航空；飞出大气层，在太阳系空间的飞行被称为航天。航天飞机是兼有航空和航天功能的空中运载工具，可以在太空、地面来回飞行，与宇宙飞船不同，它能重复使用。

航天飞机也叫太空梭，是集火箭、航天器和飞机的技术特点于一身的飞行器。航天飞机的起飞与普通飞机不同，它是由火箭助推器推动垂直升空的；而它的降落则像普通飞机一样，是滑翔着陆的。航天飞机升入高空后，会启动航道飞行器，进入预定轨道，然后像卫星那样在预定轨道上绕地球飞行。

航天飞机有多方面的用途：它可以将人造卫星带到高空后再释放，也可以捕获人造卫星入舱维修，维修完毕后再放归原定轨道飞行；航天飞机能不断地给空间站或其他航天器运送宇航员和燃料、食品、科研器材等；更主要的，航天飞机本身就是一个太空科研场所。

1981年4月12日，美国将世界上第一架航天飞机“哥伦比亚”号送上太空，环绕地球飞行36圈后，于4月14日平安降落到地面。迄今为止，美国已有多架航天飞机在太空漫游。航天飞机的巨大优越性，吸引着世界上许多国家对它进行研制和改进，它开创了航天器应用的新时代。