空天飛機是航空航天飛機的簡稱。顧名思義，它集飛機、運載器、航天器等多重功能於一身，既能在大氣層內作高超音速飛行，又能進入軌道運行。與航天飛機相比，空天飛機多了一個在大氣層中航空的功能，而且它起飛時也不使用火箭助推器。
空天飛機的奧妙之處在於它的動力裝置。這種動力裝置既不同於飛機發動機，也不同於火箭發動機，這是一種混合配置的動力裝置。它由空氣噴氣發動機和火箭噴氣發動機兩大部分組成，空氣噴氣發動機在前，火箭噴氣發動機在後，串聯成一體，為空天飛機提供動力。
空天飛機可以在一般的大型飛機場上起落。起飛時空氣噴氣發動機先工作，這樣可以充分利用大氣中的氧，節省大量的氧化劑。飛到高空後，空氣噴氣發動機熄火，火箭噴氣發動機開始工作，燃燒自身攜帶的燃燒劑和氧化劑。降落時，兩個發動機的工作順序同起飛時相反。
“更高”，在於空天飛機能夠在地麵上像普通飛機一樣水平起飛，直接飛入太空，在地球外層空間軌道上運行，能自行飛回地麵，在機場安全降落。
就“更快”而言，空天飛機自然無可匹敵，但與50年前相比，民航飛機的速度也有了大幅度的提高，而目前呼之欲出的第二代超音速客機，將使從北京到巴黎的航程從11～12小時，縮短到5～6小時，飛到紐約隻要7個小時，旅客再不需要在飛機上打瞌睡。現在，美國、歐洲和日本已提出了第二代超音速客機的方案並著手研製，這種超音速客機的速度為音速的2～2.5倍，載客量為250～300人。
科學家們構想中的不著陸飛行器頗令人神往，這種飛行器在大氣層外的地球軌道上飛行，而空天飛機將它作為停靠站，往來於地麵和不著陸飛行器之間。這種集大氣層飛行和宇航於一體的飛行方式將使人們無所不至。這就是“更遠”。
實現空天飛機的技術難度比航天飛機更大，主要是三種動力裝置的組合和切換，高強度、耐高溫的材料（高速飛行時，其頭錐溫度可達2760℃、機翼前緣達1930℃、機身下也可達1260℃）和具有人工智能的控製係統等。這些都需要進行大量的課題研究和技術攻關。
技術難度和資金短缺，使各國的空天飛機計劃難有進展。原來設想“一步登天”的，也實事求是地後退。如英國的“霍托”號空天飛機，最終也與德國的“桑格爾”空天飛機一樣，先由大型飛機馱至空中，然後從飛機上起飛進入太空。美國也決定重新確定國家空天飛機計劃的進程，暫不研製X-30驗證機，而先研究解決技術問題。就目前情況來看，航天飛機仍難“退休”。
當我們駕駛未來飛行器在宇宙中遨遊的時候，我們更能真正感受到星光的燦爛，宇宙的浩瀚，自己的渺小。但是我們相信，發展科技，探索宇宙的腳步才剛剛開始，我們將在以後的時間裏不斷求索。