חלליות שוגרו לחלל החל מהמחצית השנייה של המאה ה-20, שהראשונה בהן הייתה ספוטניק 1 הסובייטית ששוגרה ב-4 באוקטובר 1957. ב-12 באפריל 1961 שוגרה לראשונה חללית שנשאה אדם לחלל, ווסטוק 1, שנשאה את יורי גגארין. רוב החלליות הן חלליות שנועדו לבצע משימה אחת. דוגמה לחלליות שנועדו לבצע מספר רב של משימות הן מעבורות חלל. ארצות הברית פיתחה צי של 5 מעבורות חלל שביצעו מאז 1981 למעלה מ-120 משימות. עם זאת, גישה זו ניטשה עקב עלותה הגבוהה, ב-2011 מעבורות החלל יצאו משירות. את מעבורות החלל תחליף החללית אוריון.

חללית משוגרת לרוב באמצעות משגר בעל מנוע רקטי. השיגור עצמו מתבצע מכן שיגור. בדרך כלל, המשגר מורכב ממספר שלבים כדי להקטין את מסתו ככל שהשיגור מתקדם, ולאפשר האצת הטיל למהירות הנדרשת ממנו. ברוב המקרים למשגר יש שלושה שלבים. השלבים שסיימו את פעולתם מנותקים מהמשגר ונופלים.