航天飞机运输机（Shuttle Carrier Aircraft，SCA，以下简称“运输机”）是NASA用来运输航天飞机轨道器的两架大幅度改进的波音747，分别改装自一架747-100型与一架747-100SR型客机。
运输机通常是将航天飞机轨道器从降落地运到肯尼迪航天中心发射复合体，特别情况下，作为陆面运输的替代品。轨道器装卸设施，是一种大型的类似龙门起重机的设备，将轨道器离地，进行飞行后的维护，然后放置在运输机之上进行运输。
1977年，在进场着陆试验中，试验航天飞机从运输机顶部释放，在无动力自控下着陆。
第一架波音747-100（注册号N9668）是一架原本交付给美国航空的747-100，但后来因美航更改订单而未能交付。1974年转售NASA，注册号更改为N905NA，引进的时候是为了NASA德莱顿的飞行尾涡流研究，还进行与一架F-104以密集队形并飞，模拟747释放轨道器。
1976年，波音公司开始对飞机进行大幅度修改，机舱座椅被移除，并加装了支杆，并对机身加强。机尾增加垂直安定面。电子设备和发动机也得到升级。加装了类似波音747首次飞行测试的轴隧应急出口。进场着陆测试后，应急出口就被去掉，因为由此逃生的乘员可能被发动机吸入。
NASA原本考虑用C-5运输机来运送轨道器，比起C-5的高翼设计，NASA更看好747的低翼，而且考虑到美国空军可能会保留C-5的使用权，NASA最终选择了747。
负载轨道器飞行增加了阻力和重量，消耗更多油料，航程从10100 km缩减到1850 km。进行跨大陆飞行，运输机需要中途加油数次。运输机最高飞行高度4572米，巡航速度0.6马赫。航天飞机运输飞机运送航天飞机的飞行，需要170人的队伍，与一星期的时间进行准备。
研究人员考虑给运输机加装空中加油设备，此项改进已经在美国空军的波音E-4（改进型747-200）上进行。然而在与空中加油机编队密集飞行测试加油靠近时，N905NA的尾翼出现细小裂痕，虽然可能不是试验飞行造成的，但研究人员认为没有必要承担无谓风险，何况并没有给运输机加增空中授油能力的迫切需求，研究便被搁置了。
1980年代初，N905NA运输机不再使用美国航空公司的红白蓝涂漆，NASA替换上自己的涂装，白色机身带一条蓝线。
1988年，在挑战者号航天飞机灾难的余波下，NASA宣布再次购入一架原本在日本航空公司运营的747-SR100（原有编号JA8117），经过与N905NA类似的改装后编号改为N911NA。1991年第一次任务是从生产地帕姆代尔运送新的航天飞机奋进号到肯尼迪航天中心。
这两架运输机基本相同，N911NA每侧有五个上层甲板舷窗，而N905NA每侧只有两个。N905NA上的尾部支座有一句玩笑式的说明：轨道器连接至此，黑色面朝下。
运输机在诸如西班牙、法国等地的备选着陆点也能执行运输工作，但由于航程加大，飞行前需要移除一些机载设备减轻重量以保证顺利运输。
2012年2月8日，编号为N911NA的航天飞机运输机最后一次飞往德莱顿之后宣告退役，一些部件将用于同温层红外线天文台。
而N905NA在航天飞机退役之后承担了将退役的航天飞机运输至博物馆的任务，于2012年9月24日在完成最后一次运输奋进号航天飞机的任务后退役，同年10月由德莱顿飞往休斯敦埃灵顿机场，最初计划与N911NA一样用于SOFIA的零件供应，但NASA工程师的检查发现N905NA运输机上可供SOFIA使用的零件已经很少，N905NA得以被保留，并将于重新组装后在休斯敦航天中心展出，且将搭载航天飞机复制品“探测者号”。
资料来源：波音747-100参数 Jenkins 2000
1974年处于试验阶段的N905NA
运输机送发现号从爱德华空军基地到肯尼迪航天中心
停在德莱顿飞行研究中心的一架运输机
尾部内照，耐压舱壁上安装了受力三角架，最后的气密墙上挂了一只巨形蜘蛛布偶
N905NA的头等舱部位，是主甲板唯一没有除去座椅的区域
运输机与亚特兰蒂斯号
与航天飞机复制品在休斯敦航天中心（英语：Space Center Houston）展出的N905NA
退役后在棕榈谷展示的N911NA
运输机靠近奋进号，奋进号正悬在装卸设备上（1994年4月）
奋进号装上运输机
运输机1992年一次飞行
运输机N905NA载着企业号起飞
企业号与N905NA分离
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