机每次飞行归来后，发动机都将被卸下交给航天飞机主发动机加工厂（SSMEPF）进行维护检测，替换一些部件。主发动机能够在极端温度工作，氢燃料的储藏温度为-253 °C （-423 °F），而燃烧室的温度可达3,300 °C（6,000 °F），高于铁的沸点。若将主发动机的燃料泵用于排水，一个家用游泳池的水可在25秒内排尽，并且送到6000米的高空。主发动机的动作流程是：附加燃料箱中的推进剂通过脐带管进入航天飞机，然后进入三条并行管道，通过工作泵供给给燃烧室。SSME采用了成本比较高的双预燃室设计，