X-37B軌道試驗飛行器的外形像子彈，外觀為黑白兩色，機翼粗短。該"小巧可愛"的無人駕駛軌道飛行器，是為了執行美國軍事太空計劃的機密任務而建造的。

2008年2月，亞特蘭蒂斯號太空梭在肯尼迪航天中心著陸。

由於太空梭的建造維護成本過高等原因，從20世紀90年代開始，美國宇航局開始探尋太空梭的替代品。因此，美國宇航局(NASA)在上世紀90年代中期開始，著手開發一種小型無人太空梭的概念。與此同時，美國空軍也在開發一種類似的飛行器——太空機動飛行器，由波音公司建造了一架X-40A測試飛機。

X-40A主要用來測試自主制導和導航系統。美國宇航局共進行了7次X-40A飛行測試。飛行測試結束之後，幾經周折，美國國防部高階研究計劃局(DARPA)負責開展進場/降落飛行器(ALTV)的設計製造工作，並將其命名為X-37。

X-40A和運輸直升機

X-37的設計初衷不是為了進入太空投入使用，而是為了進一步測試無人駕駛和自主著陸系統的軟、硬體適配情況。X-37由"白騎士"太空梭攜帶送入太空，共記錄進行了5次繫留飛行測試和3次自由落體飛行測試。這些測試相繼完成後，下一步任務就是建造具有耐熱材料、推進系統的具備完整能力的飛行器。因而在美國空軍快速能力辦公室的授權下，波音公司受領任務，負責建造一架完整的無人太空梭，並將其命名為X-37B。

2010年4月22日，"宇宙神"-5型運載火箭攜X-37B發射升空，首次將其送入太空。這兩艘X-37B太空戰機總共執行了四次任務，在軌道上運行了2086天。其第五個任務OTV-5目前正在進行中，該任務需要在軌道上執行689天，是迄今為止X-37B所執行的最長的任務之一。

X-37B長約9米，高約3米，翼展4.55米，發射重量4989.5千克，但不包括助推火箭的重量。它類似於一輛小型載貨卡車，有效載荷大小約為卡車床身大小。X-37B的獨特之處在於，可作為一個太空平臺，作為各種新技術的測試載體，將新的測試技術和材料送入太空，再返回並重複利用，同時將測試材料及前期試驗結果帶回地面反饋給相關科學家和工程師進行研究探索。

2012年12月，X-37B發射執行第三次任務OTV-3

據美國空軍發表的公開宣告以及對該航天器技術能力的分析，X-37B所執行的第四項任務OTV-4涉及對"空軍離子推進器和美國宇航局材料實驗"的測試。但由於美國空軍對X-37B專案的計劃嚴格保密，因此引發了各種猜測。有猜想認為X-37B是一個類似於飛機的平臺，可能是某種奇特的武器系統；甚至有猜想認為，它可以被用來搶奪敵人的衛星，並帶回地面研究。

太空政策非盈利組織"安全世界基金會"則認為X-37B太空梭最有可能的任務是作為可重複返回利用的"在軌感測器平臺和技術試驗檯"，藉由美國空軍測試下一代間諜衛星的技術，然後建造一顆價值10億美元的衛星。

雖然可能性較小，但X-37B也可以作為一種快速反應衛星發射器，能夠填補反衛星武器攻擊後留下的覆蓋空白。但是這樣做的成本是非常昂貴的，而且太空梭的有效載荷艙很小。在現有條件下用火箭將一顆衛星緊急送入軌道更加可行。

雖然有推測認為X-37B可作為衛星檢測飛行器，也可作為反衛星武器運載器，甚至可作為用於捕獲故障衛星並將其帶回家的平臺。但在以上每一種情況下，一個更小、更便宜的衛星可能是更好的選擇。

可能性最小的一種推測是認為X-37B是一種武器或武器載體。稱其本身可以在決定攻擊後幾分鐘內跟蹤全球目標，並可能攜帶熱核炸彈。但是，正如安全世界基金會所指出的，X-37B在末段類似滑翔飛行器，很容易被防空系統跟蹤並攻擊。

另有一種推測認為X-37B是所謂的"上帝之棒"的載體和運載工具。"上帝之棒"是一種理論武器系統，由鎢棒和制導系統組成。接到指令後，燃料棒脫離軌道，以高超音速撞擊目標，利用動能造成巨大破壞。但是這樣的武器將需要一個大型的脫軌推進器來提供動力，對於X-37B的有效載荷艙來說可能太大了。

重要的是，X-37B的設計初衷是一架用於測試的太空梭。其執行的OTV任務背後的祕密並不在於測試武器，而在於其本社設計使用的技術——間諜衛星。