人类要发射人造地球卫星或发射完成星际航行的飞行器，就要摆脱地球强大的引力，那如何离开地球呢，这就要使运载飞行器或人造地球卫星的航天飞机或运载火箭的速度达到宇宙速度。那什么是宇宙速度呢？
所谓宇宙速度就是从地球表面发射飞行器，飞行器环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小速度，分别称为第一、第二、第三宇宙速度。
第一宇宙速度
假设地球是一个圆环，周围也没有大气，物体能环绕地球运动的最低的轨道就是半径与地球半径相同的圆轨道。这时物体具有的速度是第一宇宙速度，大约为7.9公里/秒。物体在获得这一水平方向的速度以后，不需要再加动力就可以环绕地球运动。当物体速度超过第一宇宙速度时，轨道变为椭圆形；速度愈大，椭率也就愈大。第一宇宙速度又叫环绕速度、航天器最小发射速度、航天器最大运行速度。
第二宇宙速度
地球上的物体要脱离地球引力成为环绕太阳运动的人造行星，需要的最小速度就是第二宇宙速度。第二宇宙速度为11.2公里/秒，是第一宇宙速度的根号2倍。地面物体获得这样的速度即能沿一条抛物线轨道脱离地球。
第三宇宙速度
地球上物体飞出太阳系相对地心最小速度称为第三宇宙速度，它的大小为16.6公里/秒。地面上的物体在充分利用地球公转速度情况下再获得这一速度后可沿双曲线轨道飞离地球。当它到达距地心93万公里处，便被认为已经脱离地球引力，以后就在太阳引力作用下运动。这个物体相对太阳的轨道是一条抛物线，最后会脱离太阳引力场飞出太阳系。
那如何才能使运载火箭或航天飞机达到宇宙速度呢？理论和实践证明，火箭飞行速度决定于火箭发动机的喷气速度和火箭的质量比。发动机的喷气速度越高，火箭飞行的速度越高；火箭的质量比越大，火箭飞行能达到的速度越高。火箭的质量比是火箭起飞时的质量(包括推进剂在内的质量)与发动机相关机(熄火)时刻的火箭质量(火箭的结构质量，即净重)之比。因此，质量比大，就意味着火箭的结构质量小，所携带的推进剂多。
