航天飞机发射方式有垂直发射和水平起飞两种。垂直发射的航天飞机安装有火箭发动机，以火箭传统的发射方式垂直发射。水平起飞的航天飞机、安装有涡轮喷气发动机或组合发动机，在跑道上滑跑起飞，把航天飞机送到10多千米的高空后，再用航天飞机上的火箭发动机继续推进。水平起飞可以利用大气层中的氧气，使航天飞机少带氧化剂、减少起飞重量。
航天飞机的飞行轨道通常是近地轨道，高度在1000千米以下。各种有效载荷可由航天飞机直接送入近地轨道。需要在高轨道运行的有效载荷，可由航天飞机送上近地轨道后，再从这个轨道发射进入高轨道。
