現在宇宙への輸送手段はおもにロケット推進による使い捨て型の飛しょう体システムによって行われ，ようやく部分的な再使用がスペースシャトルによって実現したところである．この宇宙への輸送を完全な再使用が可能である航空機のようなシステムで行い，輸送の低コスト化，高頻度化，運用の自在性などを実現することが望まれている．推進システムや帰還方法などシステムの形態は種々の方式が提案されているが，推進の意味で空気吸込み式エンジンによる加速あるいはロケットエンジンとの併用によって軌道に達し，地上への帰還に際しては，航空機のように滑走路に水平に着陸する形式の機体をスペースプレーンという．軌道に投入する際の加速は，低速から高速の間を一つの形式のエンジンで行うことは困難で，ターボジェットエンジン，ラムジェットエンジン，スクラムジェットエンジンをそれぞれ低速から高速に移行するに従って用いる，あるいはこれらのエンジン形式を複合したサイクルのエンジンを用いることによって行われる．機体のシステム構成はエンジンとの組合せで単段式で軌道に達する形式（SSTO）または下段に空気吸込みエンジンを用いたいわゆるフライバックブースタと上段のオービタの二段式の機体（TSTO）が代表的な形式である．技術的には高性能の液体水素を用いたエンジンおよびスクラムジェットの開発，大気圏内飛行中の機体の耐熱あるいは強制冷却，機体重量の格段の軽量化などが課題である．