単段式宇宙輸送機
2009年現在、SSTOの具体的な開発計画は存在していない。これは、スペースシャトルの運航経験や過去の研究状況から、現時点の技術では使い捨てロケットより経済的なSSTOの実現は不可能であると判断されているためである。また、使い捨てロケットが高コストと評価されたのは、当時のアヴィオニクスにおいて電子装置が極端に高価だったためであり、エレクトロニクスの進歩により現代ではコスト計算が変わっている。SSTOが本来期待される、使い捨てロケットよりはるかに経済的で簡便な宇宙輸送手段として実現するには、材料などの要素技術が大幅に進歩しなければならないとする考えが一般的である。
空気吸い込み式の極超音速エンジンは、研究が行われているものの実用化の目処は立っておらず、これを搭載するSSTO、TSTOとも構想段階から踏み出していない。
一方、ロケットエンジンを使用するTSTOは比較的難易度が低いことから、2009年現在も検討や開発が行われている。また過渡的段階として、フライバックブースターや空中発射ロケットの開発も行われている。
爆轟(デトネーション)を利用したものがデトネーションエンジンである。上記のロケットエンジン、空気吸い込みエンジンで発生する燃焼反応では燃料が完全に燃えきらないのに対し、このエンジンは超音速で発生する爆轟によって着火をおこなうため従来エンジンより効率が25%程度も向上するメリットがある。また、エンジンの構造を比較的単純にすることができるため、エンジン自体の信頼性向上や大幅な軽量化も見込むことができる。2023年現在の課題は大きな燃焼圧力を確保できない点であるが、NASAやJAXAをはじめとした機関で研究が進められている。
一方宇宙科学研究所 (ISAS) では、まずHIMESと呼ばれる水平着陸型SSTOの研究が行われた。これは、離陸に際してリニアモーターを使用したカタパルトや、気球による空中打ち上げを利用することで本体の性能を補おうとしたものであったが、実現しなかった。
ISASではその後、HIMESのエンジン技術を引き継いで、ATREXの研究が続けられている。
JAXAでは、ATREXの実用化対象としてTSTOの構想を示している(二段式宇宙輸送機#JAXA)。
垂直離着陸SSTOの要素技術としては、ISASがRVTを開発している。RVTは垂直離着陸SSTOの要素技術である、ロケットエンジンによる垂直離着陸と、そのような機体を繰り返し飛行させ、故障があっても飛行を中止して安全に帰還できる技術の開発を目的としている。本計画は統合後も継続されており、当面の目標として、微少重力実験や高層大気の観測を目的とした小型ロケットを代替する、低コストの準軌道機実用化を掲げている。