מעבורת החלל היא רכב החלל היחיד בעל הכנפיים עד כה שהגיע למסלול ונחת חזרה בכדור הארץ, והחללית רב-הפעמית היחידה ששוגרה מספר פעמים. משימות מעבורות החלל כללו נשיאת מטענים שונים למסלולים שונים (כולל יחידות שונות של תחנת החלל הבינלאומית), החלפת צוותים בתחנת החלל הבינלאומית ושירותים שונים. המעבורת שימשה גם להחזרת לוויינים ומטענים (מתחנת החלל הבינלאומית) ממסלול חזרה אל כדור הארץ. כל מעבורת תוכננה לעמוד ב-100 טיסות או 10 שנות שרות.

התוכנית החלה בסוף שנות ה-60 ותכנונה היה מרכז הפעילות של נאס"א בתחום הטיסות המאוישות לחלל מאמצע שנות ה-70. לפי החזון לחקר החלל, תפקיד מעבורות החלל היה צריך להתמקד בהשלמת בניית תחנת החלל הבינלאומית עד ל-2011 ולאחר מכן לפרוש. נאס"א תכננה להחליף את מעבורות החלל בחללית אוריון שאחר כך הוחלפה לMulti-Purpose Crew Vehicle. התוכנית החלה מעשית ב-12 באפריל 1981 עם שיגור מעבורת החלל קולומביה למשימת STS-1, משימת המעבורת הראשונה בהיסטוריה. התוכנית הסתיימה עם נחיתת מעבורת החלל אטלנטיס שסיימה את משימה STS-135 ב-21 ביולי 2011. התוכנית הסתיימה רשמית ב-31 באוגוסט 2011.