È un sistema progettato per operare fuori dall'atmosfera terrestre. È costituito da un carico utile e da uno o più dei seguenti elementi: l'apparato di propulsione, i serbatoi del propellente, il complesso di guida e di controllo, speciali strutture di protezione e via dicendo. Può effettuare orbite opportune, modificarle durante il volo, trasmettere dati e misure, portare o inviare carichi utili dalla Terra alla superficie di un pianeta e viceversa. Sono veicoli spaziali le capsule, navette come lo Space Shuttle, i satelliti, le sonde, le stazioni spaziali.