航天飛機發射方式有垂直發射和水平起飛兩種。垂直發射的航天飛機——安裝有火箭發動機進行垂直發射。水平起飛的航天飛機安裝有渦輪噴氣發動機或組合發動機，在跑道上滑跑起飛，把航天飛機送到10多千米的高空後，再用航天飛機上的火箭發動機繼續推進。水平起飛可以利用大氣層中的氧氣。使航天飛機少帶氧化劑、減輕起飛重量。航天飛機的飛行軌道通常是近地軌道，高度在1000千米以下。航天飛機降落是減速進入大氣層，進入大氣層後，開始尋找機場、對準跑道、下滑、放襟翼和放起落架，像普通飛機那樣降落在機場。