Prom kosmiczny składa się z 3 głównych części:
- rakiet wspomagających
- zbiornika na paliwo ciekłe
- orbitera
Rakiety wspomagające zapewniają promowi kosmicznego ponad 70% siły ciągu przy starcie, ale po dwóch minutach od startu zostają odłączone i na spadochronach lądują w morzu, skąd są wyławiane i poddawane remontowi i przystosowywane do następnych lotów.
Za paliwo służy sproszkowane aluminium, natomiast utleniaczem jest nadchloran amonowy.
Zbiornik zewnętrzny to najbardziej widoczny i największy element promu. Zawiera zbiorniki na ciekły wodór oraz tlen. Po około 8 minutach od startu jest odrzucany. Nie jest później ponownie wykorzystywany. Przy starcie bardzo charakterystyczne są kawałki lodu odpadające z powierzchni zbiornika – powstaja one w związku z niską temperaturą, dochodzącą do -235 stopni Celsjusza.
Najważniejszym elementem promu jest orbiter, w którym znajdują się astronomowie. Składa się z kabiny pilotów, pomieszczeń sanitarnych, sypialni oraz największego elementu – ładowni o wymiarach 18×4,5 metra. Wyposażony jest w specjalną osłonę termiczną, umożliwiającą mu wejście w atmosferę.