En astronautique, un avion spatial est un véhicule spatial réutilisable, généralement habité, pouvant regagner la Terre par ses propres moyens dans les conditions d'un aérodyne. Il nécessite une motorisation particulière lui permettant de se déplacer à la fois dans l'atmosphère et dans le vide spatial. Il faut faire la distinction entre un avion spatial orbital et un avion suborbital : le premier est capable de se placer sur une orbite stable autour de la Terre, alors que le second ne permet que de sortir de l'atmosphère en suivant une trajectoire parabolique le ramenant sur Terre.