Típicamente, toma la forma de una nave espacial equipada con alas, aunque se han diseñado cuerpos sustentadores (lifting bodies).
La propulsión para llegar al espacio puede ser basada puramente en cohetes o puede utilizar la ayuda de motores de aspiración atmosférica.
Tres de ellos (Transbordador espacial, Burán y X-37) son vehículos de aterrizaje horizontal y despegue vertical (VTHL) que dependen del empuje de cohetes para que la fase de ascenso alcance el espacio y la elevación atmosférica para la reentrada, el descenso y el aterrizaje.
Las tres aeronaves espaciales VTHL volaron mucho más lejos que las aeronaves lanzadas, no solo saliendo de la atmósfera terrestre, sino también entrando en órbita alrededor de ella, lo que requiere al menos 50 veces más energía en el ascenso y una fuerte protección térmica para el viaje de regreso.
De los cinco vehículos, tres han sido pilotados por astronautas, volando el Burán y el X-37 en misiones no tripuladas.