Se construyó sin motores ni escudo térmico, por lo que no era capaz de realizar vuelos espaciales.

[2]​ Originalmente se pensó en reacondicionarlo para vuelos orbitales, para convertirse en el segundo transbordador espacial en volar después del Columbia, aun cuando el Enterprise había sido construido primero, pero los cambios finales de diseño durante la construcción del Columbia hicieron que fuera mucho más económicamente viable construir el Challenger, por lo que el orbitador no se llegó a modificar.

Posteriormente, luego de la destrucción del Challenger, el Enterprise fue considerado para reemplazarlo, pero se optó por construir el Endeavour.

[3]​ En 2003 el Enterprise fue restaurado y colocado en exposición en el Centro Steven F. Udvar-Hazy del Instituto Smithsoniano en Virginia.

Luego del retiro de los transbordadores espaciales en 2011, el orbitador Discovery remplazó al Enterprise en el Centro Steven F. Udvar-Hazy, por lo que el orbitador fue transferido al Museo Naval, Aéreo y Espacial del Intrepid en Nueva York, en donde ha permanecido en exposición desde el año 2012.

El Enterprise utilizó pilas de combustible para generar su energía eléctrica, pero no eran suficientes como para mantenerlo encendido para un vuelo espacial.

Sin embargo, al igual que el Columbia durante sus primeras cuatro misiones, el Enterprise también estuvo equipado con asientos eyectables cero-cero fabricados por Lockheed.

La mayoría de las series originales, así como el propio Roddenberry, hicieron dedicatorias al Enterprise, como un mural en la oficina del Capitán en Star Trek: La Nueva Generación, que describía al Transbordador Espacial como una nave espacial propia, e imágenes en los créditos iniciales de la serie Star Trek: Enterprise.

Extrañamente, la serie Star Trek: Deep Space Nine posteriormente ilustró un modelo de la Estación Espacial Internacional con el Transbordador Espacial Enterprise acoplado en ella, a pesar del hecho de que el Enterprise nunca había sido preparado para ser lanzado al espacio.

Estas pruebas terrestres y aéreas fueron llevadas a cabo por la NASA, en la Base de la Fuerza Aérea Edwards en California.

Durante esta fase se realizaron tres vuelos con un cono de cola colocado en el Enterprise, cuyo objetivo era reducir la resistencia mientras se encontraba acoplado al Shuttle Carrier Aircraft, mientras que en los últimos dos vuelos, se quitó el cono de cola, para proceder a instalar maquetas de los motores principales.

[12]​ Al concluir estas pruebas, el Enterprise debía ser trasladado de regreso a Palmdale, California, para ser adaptado para vuelos espaciales.

[14]​[15]​ Una vez completadas las pruebas, el Enterprise fue parcialmente desarmado para permitir reutilizar sus componentes en otros transbordadores.

Se observaron daños menores en el estabilizador vertical del orbitador, y si bien el pabellón en sí no pudo reemplazarse durante algún tiempo, en 2013, el museo erigió andamios y láminas alrededor de Enterprise para protegerlo del medio ambiente.