航空航天飞机，或空天飞机，是一种新型及大部分国家在研究及发展阶段的航天运输系统，既能够航空亦能够执行航天飞行，是集航空器、航天运载工具及航天器于一身的航空航天飞行器，亦可以作为载人航天器，可以重复使用。
空天飞机上同时有飞机发动机和火箭发动机，起飞时也不使用火箭助推器，可以像飞行器一样从飞机场跑道上起飞，以高超音速在大气层飞行，直接进入航天，成为航天器，降落时亦可以像飞机一样在飞机场跑道上降落。空天飞机将会是21世纪世界各国争夺制空权和制天权的关键武器之一。目前美国、俄罗斯、中国、日本及德国都在研究空天飞机，但没有获得实质成功，多数方案还是要靠抛弃式运载火箭升空，类似老式航天飞机观念。美国曾在90年代研发冒险之星飞行器，但最后关键技术无法突破而终止。
2018年两会期间央视透漏一种中国空天飞机正在研发，其运载火箭被改成一种巨大的飞机型态载具，能水平起飞直入航天并全部回收降落，而其背负的上半部分是一种小型航天飞机与神龙曝光相片雷同。
