Mirip dengan pesawat terbang, pesawat ulang alik ini dilengkapi dengan sayap, sistem kemudi, sistem pendorong, dan badan pesawat tempat antariksawan bekerja. Bedanya pesawat ulang-alik ini lebih komplet baik badan maupun mesin yang menggerakannya.

Pesawat ini secara umumnya dari tiga sistem dasar iaitu dua buah roket padat sebagai tenaga pendorong awal dari pusat pelancaran, tangki luar untuk membekalkan mesin utama, dan pengorbit di mana tiga dek ditempatkan sebagai tempat penginapan dan pekerjaaan angkasawan selama tempoh perjalanan.

Pesawat ini dikendalikan dari dek penerbangan di bahagian atas. Di bahagian bawah merupakan kawasan tempat tinggal antariksawan yang dilengkapi dengan dapur, tempat tidur dan sebagainya. Sistem pengendali lingkungan ditempatkan pada dek ketiga.

• Tangki luar yang berisi 526,126 galon bahan bakar berfungsi untuk membekalkan bahan bakar ke mesin utama. Saat dua roket padat (Solid Rocket Boosters) dipisahkan dari pesawat pada ketinggian 45 km, mesin utama dihidupkan dengan bahan bakar dari tangki luar (external tank). Tangki luar ini akan dilepaskan daripada pesawat pada ketinggian 113 km dan jatuh ke lautan.
• Roket padat seberat 1.3 juta paun ini berupaya menghasilkan daya tujahan sebesar 2,650,000 paun berfungsi sebagai pendorong pesawat saat dilancarkan sampai ketinggian 45 km daripada permukaan bumi. Roket ini kemudian di lepaskan dari pesawat ruang angkasa dan jatuh ke laut.
• Orbiter merupakan bahagian inti dari pesawat ulang-alik. Orbiter mirip pesawat terbang, di dalamnya terdapat dek tempat antariksawan tinggal dan peralatan navigasi. Mesin utama pun ditempatkan di belakang orbiter atau pengorbit. Pengorbit inilah yang kembali ke Bumi jika misi telah selesai.