德爾塔-2運載火箭搭載黎明號太空船從卡那維拉爾角17號發射台發射升空
一次性使用運載系統也稱不可重複使用之運載系統，使用一次性的運載火箭把載荷發射入太空。顧名思義，一次性的運載火箭火箭只使用一次，火箭的各部件發射後不會被回收並用於其他的發射。由於現今的大部分運載火箭都是一次性的，所以一次性的運載火箭也可以簡稱為運載火箭。運載火箭一般由多節火箭串聯而成，在火箭飛行逐級使用並逐級拋棄。
與運載火箭不同，可重複使用的發射系統（如航天飛機）在設計上力圖讓系統各部件可以重複使用。重複使用的主要目的是為了減少發射的費用。但是在實際使用上，航天飛機的發射費用要高於一次性的運載火箭。
許多運載火箭都是由1950年代的彈道火箭發展而來，由於價格並不是這些運載火箭設計的首要考慮，許多運載火箭的發射費用非常高昂。例如泰坦四號運載火箭，就是歷史上單次發射費用最高的運載火箭。其單次發射費用高達4.32億美元（1999年）。
但是同時，可重複使用的發射系統例如航天飛機，也有自身的問題。航天飛機需要較大的結構自重和再入系統（如機翼，防熱瓦，輪胎等）以保證可重複使用性。這同時消減了航天飛機的酬載能力。
2010年代因為新雪帕德火箭和獵鷹9號運載火箭成功回收和重覆使用，又可以為無人航天服務使可重覆使用的運載火箭將逐漸取代一次性使用運載系統。
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