Kosminis lėktuvas arba kosminis lėktuvas – tai orlaivis, kuriame susilieja lėktuvų ir raketinių laivų savybės, leidžiančios saugiai patekti į kosmosą ir grįžti atgal. Kosminio lėktuvo idėja yra ta, kad jis ilgainiui leistų plačiai paplitusias kosmines keliones, leisdamas paprastiems civiliams patekti į kosmosą kartu su vyriausybės astronautais ir tyrinėtojais. Daugybė vyriausybių dirbo su kosminiais lėktuvais, o kelios privačios įmonės taip pat prisijungė prie lenktynių, siekdamos sukurti saugų, efektyvų ir veiksmingą kosminį lėktuvą.
2004 m. „SpaceShipOne“, pirmasis kosminis lėktuvas, kurį pastatė ir sėkmingai skraidė privati įmonė, laimėjo Ansari X prizą, parodydamas, kad kosminiai lėktuvai yra visiškai įgyvendinamos idėjos, o kelionės į kosmosą yra auganti ir labai reali galimybė. Šis kosminis lėktuvas buvo sukurtas remiantis daugelio tyrinėtojų darbu, kuriant erdvėlaivį, skirtą komercinėms įmonėms.
Iš esmės erdvėlaivis yra tarsi erdvėlaivis su sparnais. Kosminiai lėktuvai naudoja raketų galią, kad galėtų patekti į orbitą, ir apima daug technologijų, naudojamų orlaiviuose. Kai kurie neturi pakankamai galios, kad galėtų patys patekti į orbitą, todėl prieš paleidžiant juos reikia paleisti iš pagrindinio laivo, kuris juos išgabena į didelį aukštį, o kitus galima paleisti iš žemės.
Suborbitinė erdvės plokštuma yra erdvės plokštuma, kuri gali trumpam išeiti iš Žemės atmosferos prieš priversta grįžti. Orbitinės erdvės plokštumos gali užbaigti bent vieną pilną Žemės orbitą, dauguma įmonių investuoja į orbitinių kosminių plokštumų kūrimą, nes jos yra universalesnės ir turi daugiau galimybių. Galiausiai tikslas yra sukurti kosminius lėktuvus, kurie galėtų skristi toli už Žemės ribų, kad keleiviai ir pilotai galėtų tyrinėti naujas sienas.
Kosminiai lėktuvai taip pat sukurti taip, kad juos būtų galima naudoti daugkartiniu būdu, todėl jų savininkai gali juos paleisti vėl ir vėl, kaip ir įprastus lėktuvus. Tai daro juos pelningesnius ilgalaikėje perspektyvoje, priešingai nei ankstyvieji erdvėlaiviai, kurie buvo sukurti konkrečioms misijoms, o vėliau atiduoti į metalo laužą. Galimybė konstruoti daugkartinio naudojimo lėktuvus leidžia komercinėms įmonėms patekti į kosmoso lenktynes, skatinant naujoviškų technologijų, kurios padidina saugumą ir efektyvumą, kūrimą.
Kaip ir kitus orlaivius, kosminius lėktuvus reguliuoja pasaulio vyriausybės, nors 2008 m. konkretus reglamento pobūdis vis dar buvo diskusijų objektas. Kaip ir kitos naujos technologijos ir transporto rūšys, kosminis lėktuvas yra didelis iššūkis reguliavimo institucijoms, susijusioms su saugumo, eismo valdymo ir kitus klausimus.