航天器又称空间飞行器、太空飞行器。按照天体力学的规律在太空运行，执行探索、开发、利用太空和天体等特定任务的各类飞行器。航天器基本上都在太阳系内运行。航天器在地球大气层以外运行，摆脱了大气层阻碍，可以接收到来自宇宙天体的全部电磁辐射信息，开辟了全波段天文观测。
航天技术的成就给人类带来极大的利益,一次航天发射任务，开销就会花费数千万元人民币。高昂的发射费用使人们望而却步,阻碍了人类航天活动的快速发展,降低费用——降低进入太空的费用一直是人们的期望。重复使用技术是降低空间运输费用的重要手段, 也是提升空间快速响应能力的有效途径, 具有成为潜在战略威慑的可能。重复使用的优点和终 极目标是为了减少运载器一次性使用后抛弃昂贵的仪器、发动机及电气设备造成的浪费, 通过多次使用分摊费用来降低运载器的生产与发射成本。
重复使用技术也代表了当今航天科技领域的最高水平, 其具有的技术溢出与产业升级效应将显著提升相关领域的技术水平和创新能力, 推动国民经济增长。 因此, 各航天大国都把发展重复使用技术作为未来发展重点。
航天器从近地空间飞行到行星际空间飞行，实现了对空间环境的直接探测以及对月球和太阳系大行星的逼近观测和直接取样观测;环绕地球运行的航天器从几百千米到数万千米的距离观测地球，迅速而大量地收集有关地球大气、海洋和陆地的各种各样的电磁辐射信息，直接服务于气象观测、军事侦察和资源考察等方面;人造地球卫星作为空间无线电中继站，实现了全球卫星通信和广播，而作为空间基准点，可以进行全球卫星导航和大地测量;利用空间高真空、强辐射和失重等特殊环境，可以在航天器上进行各种重要的科学实验研究。
绝大多数航天器为无人飞行器，各系统的工作要依靠地面遥控或自动控制。航天员对载人航天器各系统的工作能够参与监视和控制，但是仍然要依赖于地面指挥和控制。航天器控制主要是借助地面和航天器上的无线电测控系统配合完成的。航天器工作的安排、监测和控制通常由航天测控和数据采集网或用户台站(网)的中心站的工作人员实施。随着航天器计算机系统功能的增强，航天器自动控制能力在不断提高。
航天器运动和环境的特殊性以及飞行任务的多样性使得它在系统组成和技术方面有许多显著特点。航天器的电源不仅要求寿命长，比能量大，而且还要功率大，从几十瓦到几千瓦。它使用的太阳电池阵电源系统、燃料电池和核电源系统都比较复杂，涉及到半导体和核能等项技术。
航天器轨道控制和姿态控制系统不仅采用了很多特有的敏感器、推力器和控制执行机构以及数字计算装置等，而且应用了现代控制论的新方法，形成为多变量的反馈控制系统。航天器结构、热控制、无线电测控、返回着陆、生命保障等系统以及多种专用系统都采用了许多特殊材料、器件和设备，涉及到众多的科学技术领域。航天器的正常工作不仅决定于航天器上各系统的协调配合，而且还与整个航天系统各部分的协调配合有密切关系。航天器以及更复杂的航天系统的研制和管理，都需依靠系统工程的理论和方法。
航天器试验为验证航天器的性能、寿命和可靠性而进行的全面检测试验。航天器试验继承火箭试验的程序和技术，并在此基础上发展了空间环境试验，一般分为研制试验、鉴定试验、验收试验、寿命试验和可靠性试验等。试验对象为零件、部件、分系统和航天器整体。零部件的环境应力筛选试验、回收系统的试验、姿态控制系统的试验、温度控制系统的热真空试验、结构系统的模态试验等，是航天器整体试验的基础。
环境试验是航天器整体试验的主要内容，环境试验技术和设备十分复杂。美国和苏联都建有规模庞大、设施完善的航天器环境试验基地。中国自70年代以来，已逐渐建成较完整的航天器环境试验体系，基本能满足各类应用卫星环境模拟试验的需要。
其中最大的空间环境模拟器容积约为 400立方米。环境模拟试验技术的研究也有很大进展，并广泛采用微型电子计算机系统，使试验过程的控制、试验数据的采集和处理分析自动化。
航天器试验通常要求在模拟的某种地面运输、发射或空间环境下进行，以考核航天器在实际运行环境下的性能。为此必需建立一整套航天器环境试验设施。这些设备分为地面环境模拟设备、力学环境模拟设备和空间环境模拟设备三大类。
航天器试验继承了火箭试验的程序和技术，并在此基础上发展了空间环境试验。航天器试验一般分为研制试验、鉴定试验、验收试验、寿命试验和可靠性试验等。试验对象为零部件、分系统和航天器整体。航天器整体试验分为地面试验和飞行试验两个方面。