Как ожидается, в ходе первого испытательного орбитального полета самолета, разрабатываемого с 1950-х годов, будет производиться проверка всех бортовых систем, включая систему управления. Беспилотный летательный аппарат, разрабатывавшийся в разные периоды под названиями Orbital Spaceplane, Space Maneuver Vehicle, Orbital Test Vehicle, X-37 и X-40, будет совершать полет в полностью автономном режиме.
Предполагается, что по окончании полета X-37 войдет в атмосферу, после чего с ним будет установлен контакт из центра управления, который будет руководить приземлением самолета. После того, как X-37 завершит все испытания, он станет первым орбитальным самолетом, принятым на вооружение ВВС США.
Впрочем, для каких именно целей орбитальный БПЛА будет использоваться, ВВС не разглашают. По официальной версии, его применением будет перевозка грузов — такой аппарат позволит намного сократить время доставки. По другим версиям, аппарат может быть использован для проведения разведки или для изучения околоземного космического пространства.