우주 왕복선 시스템은 주 액체 연료 탱크와 두 개의 고체 로켓 추진 장치(SRBs, solid rocket boosters) 및 셔틀로 구성되어 있었다. 왕복선이 발사될 때, 궤도 장치와 SRBs는 주 연료 탱크에 부착되며, 탱크 연료는 셔틀의 세 개 엔진에 연료를 공급했다. 발사되고 몇 분 후에 SRB는 연료를 모두 소모하고, 주 탱크에서 분리되어 바다에 떨어진다. 낙하산 시스템은 이들의 떨어지는 속도를 늦추며, 나중에 재사용될 수 있게 한다. 주 탱크와 셔틀은 낮은 지구 궤도에 올라갈 때까지 사용된다. 주 탱크가 비면 그 역시 분리된다. 이들은 재사용될 수 없으며 대부분 대기 중에서 타버리게 된다. 셔틀에는 비행사들이 탑승하여, 미션을 수행하게 된다. 56m 길이의 긴 선체는 엔진과 로켓 부스터, 여덟 명을 위한 작업 및 주거 공간 그리고 커다란 스쿨버스가 들어갈 정도의 큰 화물 공간을 갖고 있다. 또한 날개를 가지며 궤도에서 지구로 내려올 때 비행기가 내리듯 착륙하게 된다.