空天飞机是既能航空又能航天的新型飞翔器。它像浅显飞机一样腾飞，以高超音速在大气层内飞翔，在30～100千米高空的飞翔速率为12～25倍音速，并直接加快进上天球轨道，成为航天飞翔器，返回大气层后，像飞机一样在机场着陆。在此之前，航空和航天是两个分歧的技术范畴，由飞机和航天飞翔器别离在大气层内、外活动，航空运输体系是反复利用的，航天运载系同普通是不能反复利用的。而空天飞机能够达到完整反复利用和大幅度降落航天运输用度的目标。
当空天飞机以6倍于音速以上的速率在大气层中飞翔时，氛围阻力将急剧上升，以是其形状必须高度流线化。亚音速飞机常采取的翼吊式发动机已不能利用．需求将发动机与机身归并，以构成高度流线化的团体形状。即让前机身包容发动机吸人氛围的进气道，让后机身包容发动机排气的喷管。这就叫做“发动机与机身一体化”。
为了满足空天飞机的防热要求，目前正在研讨用快速固化粉末冶金工艺制造纯度很高、质量很轻的耐高温合金。美国已研制出高速固化钛硼合金，它在高温下的强度可达到目前利用的钛合金在室温下的强度，这类合金适合用来制造机身内层布局骨架。
但是，颠末几年的研讨阐发，科学家们发规，畴昔的估计过于悲观。实际上。上述三条路子知易而行难。需求处理的关头技术难度决非短时候内能冲破，这些关头技术有：
空天飞机里安装了氛围涡轮发动机、冲压发动机和火箭发动机三类发动机。氛围涡轮喷气发动机能够使空天飞机程度腾飞。当时速超越2400千米时，就利用冲压发动机，它使空天飞机在离空中60千米的大气层内以每小时近3万千米的速率飞翔。如果再用火箭发动机加快，空天飞机就冲出大气层，像航天飞机一样，直接进入太空
航天飞机返回再入大气层的氛围动力学题目，曾经破钞了科学家们多年的心血，作了约10万小时的风洞实验。空天飞机的氛围动力学题目比航天飞机庞大很多。因为飞机速率窜改大，马赫数从0窜改到25；飞翔高度窜改大，从空中到几百千米高的外层空间；返回再入大气层时下行时候长，航天飞机只要十几分钟，空天飞机则为l～2小时。
因为，空天飞机的飞翔范围为从大气层内到大气层外，速率从0到m=25，如此大的跨度和事情环境窜改是目前现有的统统单一范例的发动机都不成能胜任的，从而也就使为空天飞机研制全新的发动机成为全部项目标关头。