Wahadłowce używane były m.in. do umieszczania w przestrzeni kosmicznej sztucznych satelitów Ziemi i sond kosmicznych oraz prowadzenia przez kilkuosobową załogę badań naukowych i eksperymentów technicznych na orbicie. Nietypowym zastosowaniem wahadłowca było użycie go dla naprawy i remontu umieszczonego na orbicie teleskopu Hubble’a.