Statek kosmiczny wielokrotnego użytku, składający się z samolotu orbitalnego, rakietowych silników wspomagających, i zewnętrznego zbiornika paliwa (jedyna część wahadłowca nie wykorzystywana ponownie). Pierwszy lot wahadłowca odbył się 12 kwietnia 1981 roku.
W typowej konfiguracji, start wahadłowca odbywa się pionowo za pomocą dwóch rakiet wspomagających. Po około dwóch minutach od startu, gdy wyczerpie się w nich paliwo, silniki wspomagające zostają odrzucone i opadają na spadochronach (później odzyskiwane). Przed wejściem na orbitę, odrzucone zostaje też zbiornik zewnętrzny, który wchodzi w atmosferę i ulega zniszczeniu. Ostatecznie na docelową orbitę wahadłowiec wprowadzają silniki orbitalnego układu manewrowego.
Aby wejść z powrotem w atmosferę, wahadłowiec odwraca się i odpala silniki w stronę od Ziemi, aby zmniejszyć prędkość. Następnie ponownie odwraca się aby wejść w atmosferę przodem tak, aby ognioodporne ceramiczne płytki ochroniły go przed tarciem cząsteczek powietrza o kadłub. Wahadłowiec opada szybując w powietrzu, i ląduje na pasie lotniska z prędkością ok. 345 km/h. Po opadnięciu na płytę lotniska, pilot otwiera spadochron hamujący i hamuje.
Typowa masa startowa wahadłowca to 2 000 ton, a masa członu orbitalnego zaledwie 68 ton. Ładunek wyniesiony zależy od wysokości orbity – 11 ton dla 500 km, 29 ton dla 185 km. Załoga wahadłowca może liczyć do ośmiu osób.
Wahadłowce amerykańskie (NASA):
- Discovery OV-103
- Atlantis OV-104
- Endeavour OV-105
- Columbia
- Challenger (został zniszczony w katastrofie)
- Enterprise (był wykorzystywany tylko w testach, nie odbył jeszcze żadnego lotu orbitalnego)
Wszystkie sześć amerykańskich wahadłowców wyprodukowała firma Rockwell International przy współpracy NASA. Rosjanie zbudowali tylko jeden prototyp wahadłowca, nazwany Buran. Odbył on lot bezzałogowy 15 listopada 1988 roku.
