在环绕地球的轨道上成外太空中，按照指定飞行路线运行的载人或不载人飞行器，通称为太空航行器或太空船。人类第一个太空船是1957年10月4日苏联发射的人造卫星1号，第一个载人太空船为1961年4月12日苏联发射的东方一号，将人类首位太空人加加林(Yury Alekseyevich Gagarin)送入地球轨道。太空船基本上是无动力的，通常依靠发射火箭所提供的初速来运动，运载火箭在燃料耗尽后即自动分离，掉落地球，太空船则进入绕地球轨道，或者在给予之动量情况下，继续飞向太空目的地。太空船本身也可能装有小型液体火箭发动机，供操纵控制之用。在美国的阿波罗(Appolo)月球探测计画中，登月舱就装有火箭发动机，以便在任务完成后从月球起飞，飞回月球轨道上之阿波罗号太空船。此外，太空船本身须有足够的火箭动力，使其脱离月球轨道返回地球，或脱离地球轨道返回地面。太空船还需要有电源来带动所携带的各种设备。不载人的太空船大多采用太阳电池板和相连的蓄电池。在载人的太空船上，包括太空实验室在内，通常采用燃料电池，有时则为太阳电池与燃料电池之组合。美国的太空探测太空船先驱者号(Pioneer)与旅行者号(Voyager)则用小型的核反应堆提供电源，产生的电量可供遥测、照相和科学研究设备工作达几百年之久。至于将核能应用于太空船的飞行操纵控制，或甚至在太空船的发射，目前都还处于实验阶段。