เครื่องบินอวกาศเป็นยานพาหนะที่สามารถบินและร่อนได้เหมือนเครื่องบินในชั้นบรรยากาศของโลกและเคลื่อนที่ได้เหมือนยานอวกาศในอวกาศ ในการดำเนินการดังกล่าว เครื่องบินอวกาศ จะต้องรวมคุณสมบัติของทั้งเครื่องบินและยานอวกาศเข้าด้วยกัน Spaceplanes วงโคจรมีแนวโน้มที่จะคล้ายกับยานอวกาศทั่วไปในขณะที่ ยาน อวกาศsub-orbitalมีแนวโน้มที่จะคล้ายกับเครื่องบินปีกตรึง ยานอวกาศทั้งหมดจนถึงปัจจุบันขับเคลื่อน ด้วย จรวดแต่จากนั้นลงจอดด้วยเครื่องร่อน ที่ ไม่มีพลังงาน เครื่องบินอวกาศ 4 ประเภทประสบความสำเร็จในการขึ้นสู่วงโคจรเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกอีกครั้งและลงจอด ได้แก่ กระสวยอวกาศของสหรัฐฯ , Buranของรัสเซีย, US X-37 , และCSSHQ ของ จีน อีกอันคือDream Chaserอยู่ระหว่างการพัฒนาในสหรัฐอเมริกา ในปี 2019 ยานโคจรในอดีต ปัจจุบัน และที่วางแผนไว้ทั้งหมดจะเปิดตัวในแนวตั้งด้วยจรวดที่แยกจากกัน การโคจรในอวกาศเกิดขึ้นด้วยความเร็วสูง โดยโดยทั่วไปแล้วพลังงานจลน์ของวงโคจรจะมากกว่าวิถีโคจรใต้วงโคจรอย่างน้อย 50 เท่า