航天飞机也是火箭动力的一种，它是专门为穿越大气层和太空而研制的火箭动力飞机，其最大的特征是有翼、可重复使用，其脱离大气层同样依赖于火箭作为动力。美国是世界上首个和有实际操作的航天飞机的国家，苏联也曾研发出暴风雪号航天飞机，但因苏联解体而取消航天飞机计划。美国目前也已退役所有航天飞机。而我国主要使用载人飞船，主要还是考虑稳定性和经济性要素。
航天飞机看似很美，但实际应用却是难言“甜蜜”美国是唯一实际应用航天飞机的国家，其曾经拥有五架航天飞机，包括挑战者号、哥伦比亚号、发现号、奋进号和亚特兰蒂斯号。每架都有200万个零件组成的航天飞机是非常复杂的系统，每次发射都需要耗费巨大的工作量在检查、维护和维修方面，即便如此还是无法避免机毁人亡的事故。
美国拥有的五架航天飞机中，有两架都发生致命事故，其中挑战者号在1986年发射过程中发生爆炸，事故导致7名宇航员遇难。哥伦比亚号则在2003年执行任务后，返回地球时在德克萨斯州上空爆炸，事故导致7名宇航员遇难。航天飞机的发射成功率和成本都太过“昂贵”科学家们预计每架航天飞机的设计寿命能达20年，可以完成100次发射，而在实际应用中美国整个航天飞机机队一共才发射一百多次。
