Практическое освоение космоса стало возможным благодаря энергичным усилиям Советского Союза и Соединенных Штатов в развитии баллистических ракет после второй мировой войны.

Созданная в Советском Союзе межконтинентальная баллистическая ракета Р-7 (SS-6, «Sapwood» — по классификации НАТО) имела большую начальную массу и оказалась весьма перспективной как ракета-носитель. Первая межконтинентальная баллистическая ракета США SM-65 «Атлас» была меньшей по размерам, начальной массе и менее эффективной как ракета-носитель, чем ракета Р-7.

Советские ракеты-носители, созданные на базе Р-7, обладали достаточно большой грузоподъемностью. С их помощью были осуществлены запуски всего множества разработанных в СССР космических аппаратов — от автоматических спутников Земли, Луны и межпланетных автоматических станций до пилотируемых кораблей «Восток», «Восход», «Союз», «Союз-Т» и автоматического грузового корабля «Прогресс» для снабжения орбитальной станции «Салют». В первые 20 лет космической эры в СССР было осуществлено не менее 600 успешных запусков космических аппаратов, высокая надежность которых была обеспечена применением в ракетах-носителях стандартизованных, хорошо отработанных элементов.

Соединенные Штаты Америки приспособили для запуска космических аппаратов все разработанные баллистические ракеты, включая «Редстоун», «Юпитер», «Тор» и «Атлас». Благодаря микроминиатюризации научных приборов и электрического оборудования это стало давать заметный эффект. К началу пилотируемых полетов в космос появилась возможность использовать модернизированные ракеты-носители «Редстоун» (для суборбитальных полетов), «Атлас» и «Титан-2» (для орбитальных полетов).

На приведенных рисунках изображены некоторые из ракет-носителей, которые открыли космическую эру. Интересно, например, сравнить первые американские носители «Юнона-1» и «Авангард» с первым советским носителем Р-7 «Спутник» (А-1). В качестве предельной по размерам и грузоподъемности следует рассматривать ракету-носитель «Сатурн», с помощью которой американские астронавты были доставлены на Луну.

Небольшие многоступенчатые ракеты, подобные американской четырехступенчатой ракете «Скаут», французским ракетам серии «Диамант», японским «Ламбда-4S», «Мю-4S» и «Мю-3С», английской «Блэк эрроу» и индийской SLV-3, способны выводить малые спутники с наименьшими затратами. Китай вступил в эту область с более тяжелыми носителями «Лонг марч-1» и «FB-1», а Европа — с носителями «Европа» и «Ариан».

В военной области основными носителями США были «Тор-Аджена» и «Атлас-Аджена», которые позволили ВВС США приступить к выполнению в 60-х годах программ космической разведки, наблюдения и раннего предупреждения.

Много усилий в минувшие годы в США было потрачено на улучшение характеристик ракет-носителей главным образом путем улучшения характеристик верхних ступеней и применения навесных твердотопливных ускорителей, предназначенных для увеличения стартовой тяги. В частности, удачным было семейство надежных ракет «Дельта».

Потребность в выведении спутников, в частности используемых для систем связи, на геостационарную орбиту высотой 35 880 км над экватором заставила Соединенные Штаты усовершенствовать ракеты «Дельта» и «Атлас-Центавр», в последней, верхней, ступени которых было использовано высокоэнергетическое топливо (жидкий кислород— жидкий водород). Ракеты-носители «Атлас-Аджена» и «Атлас-Центавр» обеспечили доставку автоматических космических аппаратов к Луне, испытания ее грунта для посадки космонавтов, а также запуск космических межпланетных аппаратов к Венере и Марсу. Советский Союз начал свои исследования планет с помощью ракеты-носителя А-2-е (усовершенствованная ракета «Восток» с различными верхними ступенями) и продолжил их на более мощной ракете-носителе D-1 «Протон», введенной в эксплуатацию в 1965 г. С помощью ракет-носителей семейства «Протон» на Луну доставлены автоматические космические самоходные аппараты — луноходы. Позже подобные носители были использованы для запуска космических аппаратов второго поколения к Венере и Марсу. С помощью ракеты D-1 выведены в космос все орбитальные космические станции «Салют».

Большой шаг был сделан Соединенными Штатами в совершенствовании ракеты-носителя «Титан» путем применения больших навесных твердотопливных ускорителей диаметром 3,05 м, благодаря чему ракеты этого семейства стали использоваться в настоящее время для запусков военных и гражданских спутников с широким диапазоном массы. Ракета-носитель «Титан-3С» выводит на орбиту военные спутники связи, а «Титан-3D» — разведывательные спутники «Биг бёрд» и КН-11 («Кейхол»). Комбинация «Титана-3С» с верхней ступенью «Центавр» привела к созданию мощной ракеты-носителя «Титан-3Е-Центавр», с помощью которой запущены космические межпланетные аппараты «Викинг» и «Воиджер». Ракета-носитель «Титан-34D» является новой системой для запуска главным образом тяжелых военных грузов.

Все эти ракеты были невозвращаемыми. Их ступени сбрасывались после окончания работы в атмосфере и космосе. В течение долгого времени конструкторы мечтали о замене ракет-носителей одноразового использования со сбрасываемыми ступенями более естественными средствами выведения, подобными самолетам. Эта техника впервые применяется на американском космическом корабле «Спейс Шаттл».