航天器分为军用航天器、民用航天器和军民两用航天器，这三种航天器都可以分为无人航天器和载人航天器。无人航天器分为人造地球卫星、空间探测器和货运飞船。载人航天器分为载人飞船、空间站和航天飞机、空天飞机。

人造地球卫星分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。科学卫星分为空间物理探测卫星和天文卫星。

应用卫星分为通信卫星、气象卫星、导航卫星、测地卫星、地球资源卫星、侦察卫星、预警卫星、海洋监视卫星、截击卫星和多用途卫星等。

空间探测器分为月球探测器、行星及其卫星探测器、行星际探测器和小行星探测器。

国际科学联合会空间研究委员会规定，凡进入空间运行轨道的航天器、运载火箭末级和碎片等人造天体均使用统一国际编号。

从1957年到1962年12月31日，航天器和其他人造天体的编号是发射年度序号加上希腊字母，后者表示年度内的发射次序。同一次发射的多个人造天体，用附标阿拉伯数字来区别，按它们的亮度或其他指标编排顺序。

例如，苏联第一颗人造卫星的编号是19572，运载火箭末级比卫星亮，编号是19571。由于航天器发射数量日益增加，这种编号方法已不适用。

从1963年1月1日起采用新的编号方法，原希腊字母改为三位阿拉伯数字，原附标改为拉丁字母与阿拉伯数字易混淆的、字母不采用，按航天器、运载火箭末级、碎片等次序排列。例如，中国第一颗人造卫星“东方红1号”的编号是1970034，运载火箭末级的编号是1970034。

航天器在天体引力场作用下，基本上按天体力学的规律在空间运动。它的运动方式主要有两种：环绕地球运行和飞离地球在行星际空间航行。环绕地球运行轨道是以地球为焦点之一的椭圆轨道或以地心为圆心的圆轨道。

行星际空间航行轨道大多是以太阳为焦点之一的椭圆轨道的一部分。航天器克服地球引力在空间运行，必须获得足够大的初始速度。环绕地球运行的航天器，如人造地球卫星、卫星式载人飞船和空间站等要在预定高度的圆轨道上运行，必须达到这一高度的环绕速度，速度方向与当地水平面平行。

在地球表面的环绕速度是79千米秒，称为第一宇宙速度。高度越高，所需的环绕速度越小。

无论速度大于或小于环绕速度，或者速度方向不与当地水平面平行，航天器的轨道一般变成一个椭圆，地心是椭圆的焦点之一。

若速度过小或速度方向偏差过大，椭圆轨道的近地点可能降低较多，甚至进入稠密大气层，不能实现空间飞行。

航天器在空间某预定点脱离地球进入行星际航行必须达到的最小速度叫做脱离速度或逃逸速度。