Sammen med de to faststofraketter står rumfærgens hovedmotorer for den kraft, der løfter rumfærgen ud i rummet. Hovedmotorerne kører i 8½ minut efter affyringen. Efter faststofraketterne er kastet bort fortsætter hovedmotorerne med at producere kraft, og i løbet af de sidste seks minutter accelererer de rumfærgen fra knap 5.000 km/t til over 27.000 km/t. Efterhånden som rumfærgen accelererer afbrænder hovedmotorerne mere end 225 tons brændstof, som opbevares i den store, orange, eksterne brændstoftank . Hovedmotorerne kører på flydende brint og ilt, det kraftigste kemiske raketbrændstof . Motor under testaffyring /En af rumfærgens hovedmotorer under en testaffyring. Foto: ©NASA/ Hovedmotorerne under opsendelse /Rumfærgens tre hovedmotorer i drift under opsendelse. Læg mærke til de tre små kegler af blå ild bag motorerne. Foto: ©NASA/ Hovedmotorerne genererer trykkraft ved at afbrænde højenergibrændstof i en flertrins-forbrændingscyklus. Brændstoffet forbrændes delvist i /for/brænderne for at skabe en gas under højt tryk, som driver turbopumperne. Brændstoffet forbrændes fuldstændigt i hovedbrændkammeret. Temperaturen i hovedbrændkammeret kan komme op på over 3.300°C. Hver hovedmotor kører på en blanding af ilt og brint i et blandingsforhold på 6 dele ilt til 1 del brint, og producerer ved atmosfæretryk en trykkraft på 180 tons, og i vakuum en trykkraft på 213 tons. Motorerne kan reguleres fra 65% til 109%, hvilket tillader et højt niveau af trykkraft i opsendelsesøjeblikket og i de tidligste faser af opstigningen, men også at trykkraften bliver reduceret under den sidste del af opsendelsen, for at begrænse accelerationen til 3 g. Motorernes dyser kan drejes, så rumfærgen kan styres under opsendelsen . /Denne side er sidst opdateret 1. november 2011/ webmaster@rumfart.dk