任何軌道上的航天器都有極高的速度，從太空返回的宇宙飛船需要消除宇宙速度，才能安全著陸，所以飛船返回地球的過程是一個減速的過程。飛船最主要是利用大氣來消散動能，當飛船進入大氣層的上端時，與空氣分子的摩擦作用開始使其減速，失去的動量轉化為熱量，溫度可以達到1650攝氏度。如果控制不當，這些熱量將在飛船積聚，使航天器解體。
在進大氣層後，航天器至少要經歷三種力。引力只跟航天器質量有關，而其他兩個力則取決於航天器的速度——由空氣摩擦引起的阻力也取決於飛行器的流線型和空氣密度，鈍的物體比尖物體減速得更快；具有適當空氣動力設計的航天器例如航天飛機，也會受到垂直於其運動的升力。
航天飛機在下降過程中主要通過通過姿勢角度來調節其升力以控制其飛行速度。
再入大氣層過程中產生的減速摩擦力和熱量隨入射角即相對於大氣的陡度增大而增大。如果入射角度太陡，飛船就會過熱燃燒；如果角度太小，航天器就會從大氣層邊緣掠過，彈出大氣層外，就像一塊石頭掠過水麵一樣，航天飛機重返大氣層的角度是40度。
最終大氣阻力會使飛船減速，進入下降階段後，在20千米高度時，宇宙飛船進入下降階段，速度為每秒2千米，此後速度將迅速下降，在大約20公里的高度時，航天器將接近亞音速，可以使用機翼或降落傘部署著陸。
整個宇宙飛船在返回地球的過程中需要經過以下階段。
飛船返回地球時由於一開始速度就極快，所以在高速通過大氣層過程中需要承受很高的溫度，有相當大的風險。當然，也可以從軌道上使用大型火箭制動來緩慢下降，但是由於地球引力，這將需要大量的燃料，要分批次將這些燃料發射到軌道上又需要更多的大型火箭和燃料，這顯然是不現實的。
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