W zależności od zastosowanych rozwiązań konstrukcyjnych wahadłowiec był wynoszony w przestrzeń kosmiczną dzięki pracy silników albo głównie członu orbitalnego, oraz wspomagających rakiet nośnych (odzyskiwanych), bądź też dzięki ciągowi głównej rakiety nośnej, a po jej odłączeniu – za pomocą silników członu orbitalnego.
Powrót załogowego członu orbitalnego na Ziemię odbywał się przez stopniowe obniżanie jego orbity w wyniku hamującego działania silników, po którym następowało przejście do lotu ślizgowego zakończonego lądowaniem na specjalnym pasie lądowiska kosmodromu. Taki sposób powrotu orbitera na Ziemię wymagał m.in. zabezpieczenia kadłuba statku płytkami ceramicznymi chroniącymi kadłub statku przed przegrzaniem podczas wchodzenia w coraz gęstsze warstwy atmosfery. Wyhamowanie statku po wylądowaniu na pasie do lądowania odbywało się przy pomocy spadochronu.