在太空中运行的各类航天器，都是用火箭把它们送到太空中去的。
飞行在太空中的航天器(卫星、飞船、空间站及航天飞机等)，只有速度达到7.9千米／秒(第一宇宙速度)才不会掉到地面上来；飞到月球上去的宇宙飞船，速度是11.2千米／秒(第二宇宙速度)；如果要飞到其他行星上去，速度还要更大一些。
怎样才能使这些航天器达到这样大的飞行速度呢？只有火箭才能胜任这一任务。火箭是靠往后喷出高速气体产生的反作用力前进的，是当今惟一可在真空中使用的飞行运输工具。
俄国科学家齐奥尔科夫斯基早在20世纪初就指出，要提高火箭的飞行速度，出路有两条，一是提高火箭发动机的喷气速度，二是提高火箭的质量比(火箭起飞时的质量与火箭发动机熄火时质量的比值)。要达到很高的飞行速度，除了要求有很高的喷气速度外，还要求火箭的质量比越大越好，即壳体做得又轻又大，能装贮更多的燃料。
虽经过科学家们几十年的努力，采用当今最好的燃料和最轻型的材料，以及最先进优化的设计，但目前用一台或几台发动机组成的单级火箭，其最大速度也只能达到5～6千米／秒，远远达不到第一宇宙速度的目标。
出路在哪里？好在齐奥尔科夫斯基早就提出了“火箭列车”的思路，即把火箭串联或并联起来飞行，质量一级一级地减少，速度一级一级地增大，最后达到和超过第一宇宙速度，这就是多级火箭。它把两个以上的火箭，头接尾、尾接头地衔接在一起。当第一级火箭燃料用完以后，它就会自动地掉下来，接着第二级火箭立即发动；第二级火箭燃料用完后也自动地掉下来，接着第三级火箭发动起来……这样就会使装在最前一级火箭上的卫星或飞船达到7.9千米／秒以上的速度，成为遨游太空的“新客人”了。
科学正在不断地发展和进步，待更新型的燃料和更先进的又轻又坚固的材料出现后，只用一级火箭去发射航天器的时代就会到来。据科学家预测，这种先进的单级运载火箭，十年之后就会变成现实。
发射卫星和飞船为什么要用多级火箭