Uzay mekiği, tekrar kullanılabilen uzay gemisidir. Tekrar kullanılabilir olması nedeniyle ucuzdur. Uzay çalışmalarını sürdürebilmek ve uyduları uzaya yerleştirebilmek için geliştirilmiştir. Uzaya, şu ana kadar birçok araç gönderilmiş, her denemede hata payları azaltılarak geliştirmeler sağlanmıştır. Uzak mekikleri yörüngeye girdikten sonra dünyanın çevresinde 28.000 kilometrelik bir hızla dolanmaya başlamaktadır. Bu tur yaklaşık 90 dakikada tamamlanır. Mekik, kanatları üçgen olarak geliştirilmiş, güçlü roket motorları olan bir uçak olarak yapılmıştır.
Hem son derece maliyetli olan hem de yeterince güvenli olmayan uzay mekiklerinin üretimi 2010 yılında durdurulmuştur. NASA tarafından 1991 yılından beri kullanılan 3 uzay mekiği hala kullanılmaya devam ediliyor.
Fırlatıldığında yanına yerleştirilmiş iki yakıt dolu patlayıcı roket ve göbeğinde dev bir yakıt tankıyla yola çıkar. Roketler ve yakıt tankı kalkıştan sonra düşer ve roketler onarılarak yeniden kullanılır hâle getirilirler. Roketlerin uzayda yol almasını sağlayan temel ilke Newton’un “her etkiye karşılık bir tepki vardır” ifadesi ile bilinen hareket yasasıdır. Kimyasal bir tepkime sonucunda roketten dışarıya atılan maddeler roketi kendi hareket yönlerinin tersi yönde iter. Bu da roketlerin yol almasını sağlar.Kalkışta uzay mekiği 2000 ton ağırlımdadır. Neredeyse tüm yakıtını kalkıştan sonraki birkaç dakikada tüketir ve dünya yüzeyinden 300 kilometre yukarıdaki yörüngesine oturur.
Kalkış sırasında, önce yörünge kabininin üç ana motoru ateşlenir 4 sn’lik bir çalışmadan sonra yerdeki nominal itme kuvvetlerinin % 109’una (her biri için 1701) ulaşırlar. Bu sırada ateşlenen katı yakıtlı iticiler, toplam itme kuvvetinin ani olarak 2 940 t’a çıkmasını sağlar Bu, kalkış anıdır. İki dakika sonra katı yakıtlı iticiler boşluğa fırlatılır ve yörünge kabininin motorları, ivmeyi 3 g’de sınırlamak için giderek azalan bir itme kuvvetiyle itme görevini yalnız başına sürdürür. Bu motorlar, 450 sn çalıştıktan sonra, uydulaşma hızına yalnızca 50 m/sn kalınca dururlar. Bu sırada dış depo atılır ve yörünge kabini yörünge üzerine kendi iki manevra motoruyla yerleşir.
Yörüngedeyken mekiğin kargo kısmı açılarak uyduyu ya da uzayda çalışacak olan ekibi serbest bırakır. Mekik tıpkı bir uçak gibi piste iniş yapar.
