宇宙飞行器又称“宇航器”或“航天器”，是在地球大气层以外宇宙空间运行的各类人造天体的统称。主要有宇宙飞船、轨道空间站和航天飞机等。
宇宙飞船
宇宙飞船是靠宇宙火箭发射到地球外面的太空中去的飞行器。它能把人带到宇宙中去旅行和进行科学考查。在宇宙飞船里，有人生活需要的设备和各种各样的科学仪器。现在，人已经驾驶宇宙飞船在太空中飞行，到月球上，将来还要坐宇宙飞船飞到别的行星上去。宇宙飞船有载人飞船、货运飞船。载人飞船是提供宇航员在外层空间生活和工作，并返回地面的航天器，其运行时间有限，仅能使用一次。宇宙飞船可以独立进行航天活动，也可作为往返于地面和空间站之间的“渡船”，还能与空间站或其他航天器对接后进行联合飞行。货运飞船不载人，专门为空间站运送食品、氧气、水、空气、实验设备和燃料等货物。如俄罗斯的“进步”号货运飞船以及欧空局将要发射的“自动转移飞行器”货运飞船。
1、载人宇宙飞船
载人宇宙飞船是一种天地间往返运输器，也是载人航天器中最小的一种。每艘飞船只能使用一次，在太空一般可以单独飞行数天到十几天；它也能作为往返于地面和太空站之间或地面和月球及地面和行星之间的“渡船”；还可与空间站或其它航天器对接后进行联合飞行。
除了载人飞船外，还有货运飞船和载人货运混合式飞船，它们也均是为载人航天服务的。
载人宇宙飞船又可分为卫星式、登月式和星际式三种。前两种已在本世纪发射成功，后一种有望在21世纪实现，并且很可能是载人火星飞船。
目前，发射最多、用途最广的飞船是卫星式载人飞船。这种飞船像卫星一样在离地球几百千米的近地轨道上飞行，完成任务后其部分舱段沿弹道式或半弹道式路径返回地面。
卫星式载人飞船现已研制出单舱式、两舱式和三舱式三种。其中单舱式最为简单，只有座舱；两舱式次之，由航天员的座舱和提供动力、氧气及水的服务舱组成；三舱式最为复杂，它比两舱式多一个轨道舱，用于为航天员增加一些活动空间，以及进行某些实验性科研。
登月式载人飞船是在两舱式飞船的基础上增设一个载人登月用的登月舱。这样，登月飞船进入月球轨道后，航天员便可乘登月舱在月面着陆；完成月面考察任务后，再乘登月舱飞离月面，与在月球轨道上飞行的飞船会合，一起返回地球。
2、货运飞船
相对于载人飞船来说，货运飞船比较简单，它主要是给空间站航天员运送补给物资，故没有生命保障系统。它能与空间站对接并联体飞行，待完成任务后可自动脱离。直到目前，世界上只有俄罗斯用过货运飞船，初期为“联盟”号，后改进为“进步”号，现在使用的是载货量又增加了100千克的“进步M”号。欧空局的“自行转移飞行器”货运飞船问世之后，将成为世界上第4种投入使用的该种航天器。
轨道空间站又名空间站、航天站。指地球卫星轨道上的大型载人飞行器。具有生活设施和工作设备，供宇航员长期生活和工作。主要任务是进行天文观测、空间科学研究、医学和生物研究、对地观测、在失重和真空条件下的特殊材料制造加工等。
人造地球卫星
人造地球卫星是环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器，简称人造卫星或卫星。通信及广播卫星、对地观测卫星和导航定位卫星，都是开发相对于地面的高位置空间资源的航天器，这类航天器一般又称为应用卫星。应用卫星是直接为国民经济、军事和文化教育等服务的人造卫星，是当今世界上发射最多、应用最广泛的航天器。
人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈，不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所遥感的面积可达几万平方千米。在卫星轨道高度达到35800千米，并沿地球赤道上空与地球自转同一方向飞行时，卫星绕地球旋转周期与地球自转周期完全相同，相对位置保持不变。此卫星在地球上看来是静止地挂在高空，称为地球静止轨道卫星，简称静止卫星，这种卫星可实现卫星与地面站之间的不间断的信息交换，并大大简化地面站的设备。目前绝大多数通过卫星的电视转播和转发通信是由静止通信卫星实现的。1957年10月4日，苏联第一颗人造地球卫星的发射成功，揭开了人类向太空进军的序幕。
空间探测器
空间探测器是对月球、行星和行星际进行探测的无人航天器，又称深空探测器。探测的主要目的是：了解太阳系的起源、演变和现状；通过对各主要行星的比较研究进一步认识地球环境的形成和演变；探索生命的起源和演变等。空间探测器实现了对月球和行星的逼近观测和直接取样探测，开创了人类探索太阳系天体的新阶段。
空间探测器是在人造地球卫星的技术基础上发展起来的。其组成部分与人造地球卫星类似，但是其专用的仪器设备和飞离地球的初始速度（要求大于第二宇宙速度）与人造地球卫星有明显的不同。此外，与人造地球卫星比较，空间探测器在技术上还有一些显著的特点。在制导方面，由于空间探测器飞离地球几十万到几亿千米，入轨时的速度大小和方向稍有误差，到达目标行星时就会出现很大的偏差。例如，火星探测器入轨时，速度误差1米/秒（约为入轨速度的万分之一），到达火星时距离偏差约十万千米。因此在漫长的飞行期间必须保证精确的控制和导航。对于月球探测器通常是靠地面测控网和空间探测器的轨道控制系统进行控制；而对于行星际飞行，由于距离遥远，无线电信号传输时间长，地面不能进行适时遥控，探测器的轨道控制系统必须有自主导航的能力。在电源方面，由于太阳光的强度与太阳距离的平方成反比，外行星远离太阳，那里的太阳光很弱，因此外行星探测器利用太阳能电池。在结构方面，由于空间探测器承受到十分严酷的空间环境条件，有的需要特殊的防护措施。
火箭
火箭是将航天器送入太空的必备工具，它是人类摆脱地球引力而进入太空世界的桥梁，因此我们又可以称运载火箭为“飞天之舟”、“登天云梯”或“航天之桥”。
火箭的类型很多，按火箭所使用推进剂的形态分为固体火箭、液体火箭和固液混合式火箭；
1、固体火箭
固体火箭就是使用固体状态推进剂作为火箭发动机燃料的火箭。推进剂中的氧化剂和燃烧剂以及所需要的添加剂等预先混合在一起，在其为液体时，浇注到发动机的燃烧室内，经凝固而成为固态的推进剂。
2、液体火箭
液体火箭就是其发动机采用的为液体状态的推进剂的火箭。其推进剂包括氧化剂和燃烧剂两种。按其液态时的温度分为常温推进剂和低温推进剂两种。
3、固液混合式火箭
固液混合式火箭，顾名思义就是即用了固体推进剂，又用了液体推进剂的火箭。这里有两种说法，一是，推进剂中的一种采用液体，而另一种则采用固体。二是，同一运载火箭不同级和不同用途的发动机采用不同的推进剂。
在多级火箭中按其各级间的连接形式分为串连式多级火箭、并联式多级火箭和串并联混合式火箭。
1、串连式多级火箭
串连式多级火箭就是将多个火箭通过级间连接/分离机构连成一串，第一子级在最下面，先工作，工作完成后通过连接/分离机构被抛掉。接着上面级依次工作，并依次被抛掉，直至有效载荷进入轨道。
2、并联式多级火箭
并联式多级火箭就是将多个火箭并排地连在一起，周围的子级火箭先工作，工作完成后被依次抛掉，中央的芯级火箭最后工作，这种连接方式又被称为捆绑式火箭。
3、串并联混合式多级火箭
顾名思义，串并联混合式多级火箭就是既有串行连接又有并行连接的火箭，通常芯级火箭是多级火箭，而且其各个子级火箭采用串连连接，同时在芯级第一子级火箭周围并联连接若干个助推器而构成的。
火箭的用途是相当广泛的，比如用于农业上的增雨火箭和冰雹火箭；用于气象参数测量的气象火箭；用于地球物理参数测量的地球物理火箭等，这是一个方面。第二是用于军事上的军用火箭，即我们通常说的导弹，它实际上是以火箭为运载工具，在火箭上装有作战用的战斗部（导弹）而构成，比如导弹式导弹、防空导弹、反导弹导弹、反坦克导弹等都是以火箭发动机为推动力的作战武器。第三就是用于航天活动的运载火箭，比如发射人造地球卫星的运载火箭、发射太空探测器的运载火箭、发射载人飞船的运载火箭，就连目前的航天飞机也都是用火箭送入太空的。