X-33 skulle demonstrere avanserte teknologier som ville øke sikkerheten og påliteligheten til gjenbrukbare romfartøy. Et annet mål var å redusere kostnadene ved å sette nyttelast i jordbane fra 22 000 USD per kg til 2 200 USD per kg. Videre skulle X-33 være enkel og billig å vedlikeholde og ha klargjøringstid på 7 døgn. Planen var at klargjøringstiden skulle ned i 2 døgn under testprogrammet.