航天飞机比火箭、卫星和飞船具有更多的优点和更多的用途，在军事上有着发射、维修、回收卫星，侦察与监视地面军事目标，指挥和控制地面军事力量，组装与维修空间军事设施，拦截与摧毁卫星、导弹等应用潜力。
航天飞机曾在空间捕获一颗未能进入同步轨道的国际通信卫星6号，进行修理后，又把它送入同步轨道。它还发射过并三次整修哈勃空间望远镜。航天飞机通常可乘7人，飞行时间一般在2周以下，最长可达28天。
航天飞机的可靠性还是非常高，自1986年1月挑战者号发射失败后一直到2002年4月为止已成功飞行过110次。2005年7月26日任务STS-114——哥伦比亚号解体意外后首次返回太空。
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