Uzay operasyonlarının uzay aracı ve yer segmenti ile birlikte bir diğer ana unsuru fırlatma sistemidir. Fırlatma sisteminin işlevi, uzay aracının yerden havalanması, atmosferin dışına kadar taşınması ve görev yapacağı yörüngeye ya da rotaya yerleştirilmesidir. Fırlatma sistemi, fırlatma aracı (launch vehicle) ve fırlatma tesisi bileşenlerinden oluşur.

Fırlatma aracı esasen, fırlatma görevinin ve taşınan uzay aracının özelliklerine göre boyu, kademe sayısı gibi nitelikleri değişiklik gösteren bir rokettir. Roket harici sistem ve tekniklerle de (uzay asansörü gibi) faydalı yükleri atmosfer dışına çıkarmaya yönelik çalışmalar yapılmışsa da uzay mekiği haricinde bunlar teorik çerçevede kalmıştır.